 Процесс деградации одноразовых литиевых батарей во время обычного использования был прослежен в реальном времени с помощью команды Университетского колледжа Лондона, с использованием сложной 3D визуализации, предоставляя новый путь к неинвазивному мониторингу потери производительности и направляя развитие более эффективных конструкций коммерческих батарей.
Исследователи недавно использовали ту же технику, чтобы показать, как литий-ионные аккумуляторы выходят из строя, когда они подвергаются воздействию высоким уровням тепла, но это первый случай, когда были показаны масштаба каждодневного повреждения одноразовых литиевых батарей.
Исследование началось в августе 2015 года с целью рассмотрения безопасности всего литиевого оборудования с батарейным питанием в самолетах, после пожара на борту Boeing 787 Dreamliner в аэропорту Хитроу в 2013 году.
Пожар был вызван одноразовым аварийным передатчиком локатора с литиевым батарейным питанием, который отсылает сигнал радару, чтобы отыскать пропавшее воздушное судно. Система предназначена для работы на неопределенный срок, пока самолет не будет найден, но результаты показывают, что батареи не могут быть такими устойчивыми, как кажется на первый взгляд.
Исследователи показывают внутренний структурный ущерб, причиненный батарее, работающей в нормальных условиях в режиме реального времени. Используя ультрасовременные методы рентгеновской визуализации, они отследили различные типов износа, которые приводят к потере производительности, и связали этот износ с конструктивными особенностями коммерческой батареи.
На внешней стороне кажется, что батареи делают свою работу нормально, но внутри исследователи увидели, что структура претерпевает большое изменение. Электрическая активность была высокой в некоторых районах батареи, в то же время оставаясь низкой в других; слои материала электрода разделялись и трескались. Все эти изменения в структуре влияют на поток электричества и снижают производительность батареи.
3D-изображения активных коммерческих одноразовых батарей в реальном времени были получены с помощью рентгеновской компьютерной томографии (КТ) и передовым программным обеспечением цифровой корреляции объема. Изображения формировали поперечные покадровые видео, показывающие ущерб, причиненный электродам внутри батареи в режиме реального времени.
Одноразовые литиевые батареи обычно используются для критически важных систем, где подзарядка является нецелесообразной, поэтому понимание безопасности и их надежности является важным, особенно учитывая последние громкие дела, где батареи на самолете выходят из строя. Исследователи получили ценные идеи, которые относятся к различным коммерческим батареям, использующим эту систему, показав эффективный и неинвазивный способ для промышленности, чтобы контролировать работу и проводить улучшения в конструкции коммерческой батареи.
Исследователи эффективно отображают активность и нагрузку на материал внутри батареи, что поможет производителям прогнозировать, как конкретная батарея будет работать в течение долгого времени. Этот ценный инструмент для оптимизации материала, используемого в коммерческих батареях, что позволит улучшить их устойчивость.
|
