باتری های لیتیوم همه جا یافت می شود: آنها قدرت تلفن های هوشمند و لپ تاپ ها و دوچرخه برقی و اتومبیل های ذخیره سازی انرژی در یک فضای بسیار کوچک. این طراحی جمع و جور است که معمولا به دست آمده توسط سیم پیچ نازک ساندویچ باتری الکترودها به یک استوانه ای شکل. دلیل این است که الکترودها باید با این وجود باید سطوح بزرگ به منظور تسهیل ظرفیت بالا و شارژ سریع

یک تیم بین المللی از محققان از هلمهولتز-Zentrum Berlin و دانشگاه کالج لندن در حال حاضر بررسی سطوح الکترود در طول شارژ و تخلیه با استفاده از برای اولین بار ترکیبی از دو مکمل توموگرافی روش. استفاده از X-ray توموگرافی در اروپا Synchrotron Radiation تسهیلات (ESRF) در گرونوبل آنها قادر به تجزیه و تحلیل ساختار الکترود و تشخیص تغییر شکل و ناپیوستگی است که توسعه در طول شارژ چرخه.

“نوترون توموگرافی از سوی دیگر این امکان به طور مستقیم مشاهده مهاجرت لیتیوم یون و همچنین برای تعیین چگونگی توزیع الکترولیت در باتری همراه تغییرات در طول زمان” توضیح می دهد که دکتر اینگو Manke, توموگرافی متخصص در HZB. نوترون توموگرافی دادههای به دست آمده عمدتا در HZB BER دوم نوترون منبع در کنراد ابزار یکی از بهترین توموگرافی ایستگاه در سراسر جهان است.

اطلاعات اضافی ترتيب در نوترون منبع انستیتو Laue-لانگوین (بیمار گرونوبل) که در آن با کمک HZB تیم از کارشناسان یک نوترون تصویربرداری ایستگاه در حال حاضر در حال راه اندازی است. پس از خاموش شدن از BER دوم در دسامبر 2019 در کنراد ساز خواهد شد به انتقال بیمار به طوری که آن را در دسترس خواهد بود برای تحقیقات در آینده است.

جدید ریاضی روش توسعه یافته در Zuse-انستیتو در برلین و سپس فعال فیزیکدانان عملا به باز کردن باتری الکترود — به این دلیل که سیم پیچ استوانه ای از باتری دشوار است برای بررسی کمی. تنها پس از تجزیه و تحلیل ریاضی و مجازی انهدام می تواند نتیجه گیری کشیده شود در مورد فرآیندهای در بخش های فردی از پیچ در پیچ.

“الگوریتم در اصل به معنای عملا أنوندنج دستگاه پاپیروس کتیبه” توضیح می دهد که Manke. “اما آن را نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای پیدا کردن دقیقا همان چیزی اتفاق می افتد در جمع و جور پر از زخم باتری.”

دکتر توبیاس Arlt از HZB ادامه می دهد: “این اولین بار است که ما باید در اعمال این الگوریتم به یک نمونه تجاری در دسترس باتری لیتیوم. ما اصلاح و بهبود الگوریتم در چند بازخورد گام در همکاری با دانشمندان کامپیوتر از Zuse-Institut.”

مشخصه مشکل با زخم باتری قادر به بررسی استفاده از این روش. برای مثال درون سیم پیچ به نمایش گذاشته کاملا متفاوت فعالیت الکتروشیمیایی (و در نتیجه لیتیوم ظرفیت) از بیرونی سیم پیچ. در این قسمت بالا و پایین از باتری هر رفتار بسیار متفاوت است. نوترون داده ها همچنین نشان داد مناطقی که کمبود الکترولیت توسعه یافته است که به شدت محدود عملکرد مربوطه الکترود بخش است. آن را نیز می تواند نشان داده شده است که آند است به همان اندازه نیز بارگذاری و تخلیه با لیتیوم در همه جا.

“این روند ما را توسعه داده اند به ما می دهد یک ابزار منحصر به فرد برای به دنبال در داخل یک باتری در طول عملیات و تجزیه و تحلیل که در آن و به همین دلیل عملکرد زیان رخ می دهد. این اجازه می دهد تا ما را به توسعه استراتژی های خاص برای بهبود طراحی زخم باتری” آمده Manke.

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط هلمهولتز-Zentrum Berlin für Materialien und Energie. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de