Desarrolladores de Bosch y científicos de la Universidad Técnica de Munich (TUM) están utilizando neutrones para analizar el llenado de baterías de iones de litio para automóviles híbridos con electrolitos. Sus experimentos muestran que los electrodos se humedecen dos veces más rápido en vacío que bajo presión normal.

Uno de los procesos más críticos y que requieren más tiempo en la producción de baterías es el llenado de celdas de litio con fluido electrolítico después de colocar los electrodos en una celda de batería. Si bien el proceso de llenado real toma solo unos segundos, Los fabricantes de baterías suelen esperar varias horas para asegurarse de que el líquido se absorba por completo en los poros de la pila de electrodos.

El hecho de que la carcasa metálica de la batería no absorba fácilmente los neutrones los hace ideales para analizar baterías. Por lo tanto, Empleados de Bosch, en colaboración con científicos de la TU Munich y la Universidad de Erlangen-Nuremberg, investigó el proceso de llenado en la instalación de tomografía e imagen de neutrones ANTARES de la fuente de neutrones de investigación FRM II.

Más rápido en el vacío

Los fabricantes de pilas de litio suelen llenar las pilas vacías al vacío. El proceso se monitorea indirectamente mediante mediciones de resistencia. "Para asegurarse de que todos los poros de los electrodos estén llenos de electrolito, los fabricantes crean grandes márgenes de seguridad, ", dice el desarrollador de Bosch, el Dr. Wolfgang Weydanz. Eso cuesta tiempo y dinero".

A la luz de los neutrones, los científicos reconocieron que en el vacío los electrodos se humedecían por completo en poco más de 50 minutos. Bajo presión normal, esto toma alrededor de 100 minutos. El líquido se esparce uniformemente en la celda de la batería desde los cuatro lados, desde afuera hacia adentro.

Además, los electrodos absorben un diez por ciento menos de electrolito a presión normal. El culpable son los gases que dificultan el proceso de humectación, como los científicos pudieron demostrar por primera vez utilizando los neutrones.