Naukowcy z Koreańskiego Instytutu Zaawansowanych Nauk i Technologii (KAIST) opracowali nową metodę wykrywania różnic w grubości elektrod baterii litowo-jonowych. Technologia ta pozwala na identyfikację defektów produkcyjnych z precyzją odpowiadającą nanometrom. Według badaczy dokładniejsza kontrola elektrod może ograniczyć ryzyko wad sprzyjających przegrzewaniu się baterii.

Z czego wynika stabilność termiczna akumulatorów?

Artykuł opublikowany w czasopiśmie Nature Communications pt. „Interferometria terahercowa o precyzji nanometrowej w metrologii elektrod akumulatorowych” wskazuje, że w procesie produkcji akumulatorów utrzymanie stałej grubości elektrod jest niezbędne dla ich bezpiecznej eksploatacji. 

Nawet niewielkie odchylenia w tym parametrze mogą prowadzić do nierównomiernego gromadzenia się ładunku elektrycznego podczas ładowania i rozładowywania. Powoduje to lokalne koncentracje prądu, które generują nadmierne ciepło. Długotrwała akumulacja energii termicznej wewnątrz ogniwa może doprowadzić do ucieczki termicznej, skutkującej awarią lub w skrajnych wypadkach również zapłonem urządzenia. 

Auto elektryczne jako awaryjne zasilanie domu. Na ile dni wystarczy bateria?

Zastosowanie fal terahercowych w wykrywaniu wad

Dotychczasowe metody kontroli, takie jak tomografia komputerowa (RTG) czy mikroskopia akustyczna, posiadały ograniczenia w postaci długiego czasu analizy lub konieczności kontaktu z badanym obiektem. Tymczasem nowa technologia skanowania potrzebuje zaledwie 0,2 sekundy na wykonanie pomiaru, co ma być wynikiem wystarczającym, aby możliwa była implementacja tej technologii w szybko poruszających się taśmach produkcyjnych akumulatorów. 

Opracowany system wykorzystuje fale terahercowe, które są kierowane na elektrodę i ulegają wielokrotnym odbiciom w jej wnętrzu. Do analizy tych sygnałów naukowcy zastosowali optyczny grzebień częstotliwości, który pełni funkcję precyzyjnego wzorca miary. Dzięki temu możliwe jest testowanie akumulatorów, które nie wymaga ich czasochłonnego demontażu, przy jednoczesnym osiągnięciu precyzji pomiaru na poziomie od kilkudziesięciu do nawet kilku nanometrów, w zależności od czasu trwania skanowania.

Zobacz też: Małe samochody elektryczne wracają do Europy. Producenci stawiają na niższe ceny

Źródła: Nature, techxplore.com, KAIST

Fot. Canva 

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.