博世的開發人員和慕尼黑技術大學(TUM)的科學家正在使用中子來分析帶有電解質的混合動力汽車鋰離子電池的充電情況。他們的實驗表明,電極在常壓下比在真空中濕潤兩倍。

鋰離子電池

The fact that neutrons are hardly absorbed by the metal housing makes them ideal for battery research. Utilizing the neutron imaging and tomography facility ANTARES of the research neutron source FRM II, developers from Bosch and scientists at the Technical University of Munich (TUM) now used neutrons to analyze the filling process of lithium ion batteries with electrolytes.


電池生產中最關鍵和耗時的過程之一是在將電極放置在電池單元中之後用電解液填充鋰電池。雖然實際的填充過程只需幾秒鐘,但電池製造商通常會等待幾個小時以確保液體完全被吸收到電極堆的孔中。

中子幾乎不被金屬電池外殼吸收的事實使其成為分析電池的理想選擇。這就是為什麼博世員工與慕尼黑工業大學和埃爾蘭根 - 紐倫堡大學的科學家合作,研究了研究中子源FRM II的中子成像和斷層掃描設備ANTARES的填充過程。

在真空中更快

鋰電池製造商通常在真空中填充空電池。使用電阻測量間接監測過程。 “為了確保電極的所有孔隙都充滿電解液,製造商的安全裕度很大,”博世開發人員Dr. Wolfgang Weydanz說。 “這花費時間和金錢。”

鑑於中子,科學家們認識到,在真空中,電極在50多分鐘內完全潤濕。在正常壓力下,這需要大約100分鐘。液體從外部均勻分佈在電池單元的四面。

另外,電極在常壓下吸收的電解質少百分之十。罪魁禍首是妨礙濕潤過程的氣體,正如科學家首次使用中子證明的那樣。