Проследиха в реално време как се разграждат литиевите батерии

Как литиевите батерии за еднократна употреба се разграждат при нормално използване – този процес е бил проследен в реално време от университетски екип с помощта на сложни 3D изображения. Учените са намерили този нов начин за неинвазивно проследяване на производителността на батериите с цел разработването на по-ефективни проекти за комерсиални батерии.

batteries-364217_960_720

Неотдавна екипът използва същата техника, за да покаже как акумулаторни литиево-йонни батерии се разграждат при подлагане на екстремни нива на топлина. Сега за първи път се проследява „ежедневен“ сценарий на използване на еднократна литиеви батерии.

Проучването започна след призива на следователи през август 2015 г. за преглед на безопасността на всички видове литиеви батерии, захранващи оборудването на самолетите, след като бордови пожар предизвика аварийно кацане на Боинг 787 на летище Хийтроу през 2013 г. Пожарът е бил причинен от вградената литиева батерия, захранваща авариния предавател на самолета, който изпраща радарен сигнален за намиране на изчезналите самолети. Системата е проектирана да работи за неопределено време, докато самолетът бъде намерен. Резултатите обаче показват, че батериите може и да не могат да бъдат толкова издръжливи, колкото трябва.

В проучването са участвали учени от от UCL, университета Лунд, Европейския синхротрон (ESRF), Университета в Манчестър, Harwell Oxford, държавния университет в Орегон, САЩ, и Националната лаборатория по физика в САЩ.

Използвайки модерни техники за рентгенова образна диагностика в ESRF, екипът проследил различни видове износване, водещо до намаляване на производителността и свързано с проблеми с проектирането.

„От външната страна батериите изглеждат като да си вършат работата нормално,“ обяснява Донал Финеган, студент по инженерна химия в UCL и съавтор на доклада за разработката. „Но вътре видяхме как структурата беше в процес на голяма промяна! Електрическата активност бе висока в някои области на клетката, а на други места беше много ниска; слоевете електроден материал се отделяха и напукваха; всички тези промени в структурата повлияват на електрическия поток и намаляват ефективността на клетката“.

Работата в реално време на батериите – традиционни комерсиално достъпни Li / MnO2 батерии за еднократна употреба – е била филмирана с помощта рентгенова компютърна томография и съвременен 3Д софтуер. Изображенията, заснети едно по едно, са съчетани в „таймлапс“ видео, показвайки постепенно настъпването на щетите у електродите вътре в батерията.

„Литиевите батерии за еднократна употреба се използват за критични системи, където презареждането не е практично,“ обяснява д-р Павел Шиъринг от UCL, съавтор на доклада. „Затова разбирането за сигурността и надеждността им е важно, особено предвид последните нашумели случаи на срив на батерии във въздухоплавателни средства“.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*