Accu’s sneller vullen in vacuüm

22 maart 2018, 00:00
Vullen van een Li-Ion-cel in vacuüm. De bevochtiging van de elektrode (donker) verloopt gelijkmatig van alle zijden gelijkmatig — links na 33 minuten, rechts na 41 minuten. Na ongeveer 50 minuten is de elektrode geheel bevochtigd (foto: Wolfgang Weydanz / Bosch / TUM).
Vullen van een Li-Ion-cel in vacuüm. De bevochtiging van de elektrode (donker) verloopt gelijkmatig van alle zijden gelijkmatig — links na 33 minuten, rechts na 41 minuten. Na ongeveer 50 minuten is de elektrode geheel bevochtigd (foto: Wolfgang Weydanz / Bosch / TUM).

Ingenieurs van Bosch en onderzoekers van de Technische Universiteit München (TUM) gebruiken neutronen om het vullen van Li-Ion-accu’s voor hybride voertugen met elektrolyt te analyseren. Uit het onderzoek blijkt dat de elektroden in vacuüm tweemaal zo snel bevochtigd worden als onder normale druk. Bij de productie van Li-Ion-accu’s is een van de meest kritische en tijdrovende processen het vullen van de lithium-cellen met de elektolyt nadat de elektroden in de accucel zijn geplaatst. Hoewel het eigenlijke vullen slechts een paar seconden in beslag neemt, wachten de fabrikanten daarna vaak enkele uren om er zeker van te zijn dat de vloeistof volledig is geabsorbeerd in de poriën van de elektrodestapel.

Neutronen

Omdat neutronen nauwelijks worden geabsorbeerd door de metalen accubehuizing, zijn ze ideaal om die accu’s in detail te onderzoeken. Daarom hebben ingenieurs van Bosch en onderzoekers van de TUM en de Universiteit van Erlangen-Neurenberg het vulproces onderzocht in de neutron-radiografie-faciliteit ANTARES van de neutronenbron FRM II van het Heinz Maier-Leibnitz Zentrum.

Sneller in vacuüm

Fabrikanten vullen de lege cellen vaak in vacuüm; dat proces wordt indirect gemonitord via weerstandsmetingen. Om er zeker van te zijn dat alle poriën van de elektroden met de elektrolyt zijn gevuld, bouwen de fabrikanten grote veiligheidsmarges in het proces in. Dat kost tijd en geld. Bij het onderzoek met neutronen bleek dat de elektroden in vacuüm in iets minder dan 50 minuten volledig bevochtigd waren. Bij normale druk duurt dat ongeveer 100 minuten. Bovendien absorberen de elektroden onder normale druk ongeveer 10% minder vloeistof ten gevolge van gassen die het bevochtigingsproces hinderen.
 

Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items