利用中子和X射线断层扫描术了解电池内部情况 或提升锂电池性能

德国柏林亥姆霍兹联合会(Helmholtz-Zentrum Berlin)与英国伦敦大学学院(University College London)的一个国际研究小组首次结合使用两种互补的断层扫描法，对电池充放电期间电极表面状况进行了研究。他们在法国格勒诺布尔的欧洲同步加速器辐射设施(ESRF)采用X射线断层扫描，能够分析电极的微观结构，并探测到充电周期中发生的变形和不连续情况。
 
HZB断层扫描专家Ingo Manke博士表示：“另一方面，中子断层扫描技术能够直接观察锂离子的迁移，并确定电解质在电池中的分布如何随时间而变化。”
 
柏林祖斯学院(Zuse-Institut)研发了新型数学方法，让物理学家们能够解开电池电极，因为很难对电池的圆柱形线圈进行定量检测。只有通过数学分析，将电极展开，才能够得出有关于绕组各个部分的的结论。
 
采用此种方法可以研究圈绕式电池的特性问题，例如，内部绕组显示出与外部绕组完全不同的化学活性(锂容量)。此外，电池的上部和下部也各有不同的表现。中子数据还可以显示出缺乏电解质的区域，即严重限制各自电极功能的区域，还可以表明，阳极并没有平等地到处装载和未装载锂。
 
研究人员表示：“我们研发的工艺为我们提供了一个独特的工具，可以让我们在电池运行过程中查看电池内部情况，并分析出性能损失发生的位置和原因，让我们能够制定具体的策略，以改善圈绕式电池的设计。”