Gli sviluppatori di Bosch e gli scienziati dell'Università tecnica di Monaco (TUM) stanno utilizzando neutroni per analizzare il riempimento di batterie agli ioni di litio per auto ibride con elettroliti. I loro esperimenti mostrano che gli elettrodi vengono bagnati due volte più velocemente nel vuoto rispetto alla pressione normale.

Uno dei processi più critici e dispendiosi in termini di tempo nella produzione delle batterie è il riempimento delle celle al litio con fluido elettrolitico dopo il posizionamento degli elettrodi in una cella della batteria. Mentre l'effettivo processo di riempimento richiede solo pochi secondi, i produttori di batterie spesso aspettano diverse ore per assicurarsi che il liquido sia completamente assorbito nei pori della pila di elettrodi.

Il fatto che i neutroni non siano facilmente assorbiti dall'alloggiamento della batteria in metallo li rende ideali per l'analisi delle batterie. Così, dipendenti Bosch, in collaborazione con scienziati della TU Munich e dell'Università di Erlangen-Norimberga, ha studiato il processo di riempimento presso l'impianto di imaging e tomografia di neutroni ANTARES della sorgente di neutroni di ricerca FRM II.

Più veloce nel vuoto

I produttori di celle al litio spesso riempiono le celle vuote nel vuoto. Il processo viene monitorato indirettamente mediante misurazioni di resistenza. "Per assicurarsi che tutti i pori degli elettrodi siano riempiti con l'elettrolita, i produttori costruiscono ampi margini di sicurezza, " dice lo sviluppatore Bosch Dr. Wolfgang Weydanz. "Ciò costa tempo e denaro."

Alla luce dei neutroni, gli scienziati hanno riconosciuto che nel vuoto gli elettrodi sono stati completamente bagnati in poco più di 50 minuti. Sotto pressione normale, questo richiede circa 100 minuti. Il liquido si distribuisce uniformemente nella cella della batteria da tutti e quattro i lati, dall'esterno verso l'interno.

Inoltre, gli elettrodi assorbono il dieci percento in meno di elettrolita a pressione normale. Il colpevole sono i gas che ostacolano il processo di bagnatura, come gli scienziati hanno potuto dimostrare per la prima volta usando i neutroni.