Des développeurs de Bosch et des scientifiques de l'Université technique de Munich (TUM) utilisent des neutrons pour analyser le remplissage d'électrolytes des batteries lithium-ion des voitures hybrides. Leurs expériences montrent que les électrodes sont mouillées deux fois plus vite sous vide que sous pression normale.

L'un des processus les plus critiques et les plus longs de la production de batteries est le remplissage des cellules au lithium avec un fluide électrolytique après le placement des électrodes dans une cellule de batterie. Alors que le processus de remplissage réel ne prend que quelques secondes, Les fabricants de batteries attendent souvent plusieurs heures pour s'assurer que le liquide est complètement absorbé dans les pores de la pile d'électrodes.

Le fait que les neutrons ne soient pas facilement absorbés par le boîtier métallique de la batterie les rend idéaux pour l'analyse des batteries. Ainsi, Les employés de Bosch, en collaboration avec des scientifiques de la TU Munich et de l'Université d'Erlangen-Nuremberg, a étudié le processus de remplissage de l'installation d'imagerie et de tomographie neutronique ANTARES de la source de neutrons de recherche FRM II.

Plus rapide dans le vide

Les fabricants de piles au lithium remplissent souvent les piles vides sous vide. Le processus est surveillé indirectement à l'aide de mesures de résistance. "Pour s'assurer que tous les pores des électrodes sont remplis d'électrolyte, les fabricants construisent des marges de sécurité importantes, ", explique le développeur de Bosch, le Dr Wolfgang Weydanz. "Cela coûte du temps et de l'argent."

A la lumière des neutrons, les scientifiques ont reconnu que dans le vide, les électrodes étaient complètement mouillées en un peu plus de 50 minutes. Sous pression normale, cela prend environ 100 minutes. Le liquide se répand uniformément dans la cellule de la batterie des quatre côtés, de l'extérieur vers l'intérieur.

En outre, les électrodes absorbent dix pour cent moins d'électrolyte sous une pression normale. Le coupable sont les gaz qui entravent le processus de mouillage, comme les scientifiques ont pu le démontrer pour la première fois en utilisant les neutrons.