Füllende Lithiumionenzellen schneller

Entwickler benutzen Neutronen, um die Füllung von Lithium-Ionen-Batterien für hybride Autos mit Elektrolyten zu analysieren. Ihre Experimente zeigen, dass Elektroden zweimal so schnell in einem Vakuum wie unter Normaldruck nassgemacht werden.

Eins vom kritischsten und von den aufwändigen Verfahren in der Batterieproduktion ist die Füllung von Lithiumzellen mit Elektrolytflüssigkeit, der Platzierung folgend, die von den Elektroden in einer Batteriezelle ist. Während der tatsächliche Abfüllvorgang nur einige Sekunden dauert, wird Wartezeit der Batteriehersteller häufig einige Stunden, zum der Flüssigkeit sicherzustellen völlig in die Poren des Elektrodenstapels absorbiert.

Die Tatsache, dass Neutronen kaum durch die Metallbatteriewohnung absorbiert werden, macht sie Ideal für das Analysieren von Batterien. Deshalb forschten Bosch-Angestellte, gemeinsam mit Wissenschaftlern vom TU München und die Universität von Erlangen-Nürnberg, den Abfüllvorgang an der Neutrondarstellungs- und -tomographieanlage ANTARES der Forschungsneutronenquelle FRM II. nach.

Schneller in einem Vakuum

Hersteller von Lithiumzellen füllen häufig die leeren Zellen in einem Vakuum. Der Prozess wird indirekt unter Verwendung der Widerstandmaße überwacht. „Überprüfen, ob alle Poren der Elektroden mit dem Elektrolyt gefüllt werden, Herstellergestalt in den großen Sicherheitsspannen,“ sagt Bosch-Entwickler Dr. Wolfgang Weydanz. „Dieses Kosten Zeit und Geld.“

Angesichts der Neutronen erkannten die Wissenschaftler, dass in einem Vakuum die Elektroden vollständig herein gerade in 50 Minuten nassgemacht wurden. Unter Normaldruck dauert dieses herum 100 Minuten. Die Flüssigkeit verbreitet gleichmäßig in der Batteriezelle von allen vier Seiten, von der Außenseite herein.

Darüber hinaus absorbieren die Elektroden zehn Prozent weniger Elektrolyt unter Normaldruck. Der Angeklagte ist Gase, die den Nassmachenprozeß hindern, da die Wissenschaftler waren, unter Verwendung der Neutronen zum ersten Mal zu demonstrieren.

Quelle: sciencedaily