Розроблено новий метод виявлення проблем із літій-іонними акумуляторами

Інженери-механіки з Університету Шеффілда розробили новий спосіб визначення внутрішньої структури та справності акумуляторів, які живлять багато електронних пристроїв і транспортних засобів, які є центром нашого повсякденного життя.

Метод, опублікований як частина дослідження в Journal of Energy Storage набагато раніше, до того, як вони дійдуть до точки, що не потребує ремонту, допомагаючи подовжити їх та попит на нові батареї, які використовують критичну сировину матеріали.електронні відходи, зменшити життєві цикли батареї, можна використовувати для виявлення проблем

Новий метод може бути використаний виробниками, щоб допомогти їм виявляти дефекти акумулятора під час виробництва, зменшуючи кількість несправних акумуляторів, які потрапляють до споживачів, і використовувати його під час обслуговування, щоб забезпечити точнішу оцінку стану акумулятора.

Дослідники з факультету машинобудування Шеффілдського університету вперше розробили цю техніку, використовуючи одну ультразвукову хвилю для зворотного проєктування елемента літій-іонної батареї. Літій-іонні акумулятори використовуються в електронних пристроях, таких як мобільні телефони та ноутбуки, а також для живлення електромобілів.

Зараз основним способом точної оцінки внутрішнього стану літій-іонної батареї є використання рентгенівського апарату, який є дорогим і непрактичним для підприємств, виробників і споживачів. Це означає, що дефекти можна пропустити й не виявити, доки на акумуляторі не з’являться видимі пошкодження, наприклад здуття, що часто буває, коли акумулятор не підлягає ремонту.

Прорив у Шеффілді вказує на багатообіцяльний напрямок розробки нової недорогої, але ефективної системи для оцінки справності літій-іонних акумуляторів, хоча він все ще перебуває на ранніх стадіях і потребує подальшого розвитку, щоб бути широко доступним для промисловості.

Ця техніка також відкриває можливість розробки невеликих датчиків, які можна встановити на батарею, щоб забезпечити моніторинг її стану в реальному часі. Це може бути суттєвою розробкою для моніторингу справності акумуляторів в електромобілях, але його також можна розробити для використання в меншій побутовій електроніці, такій як ноутбуки та мобільні телефони.

Ройс Коплі, науковий співробітник Університету Шеффілда та провідний автор дослідження, сказав: «Літій-іонні батареї є важливими компонентами багатьох електронних пристроїв, на які ми покладаємося щодня, у багатьох аспектах нашого життя. Вони живлять електромобілі, і їхнє здоров’я є ключовим фактором того, яку відстань може проїхати електромобіль, перш ніж його доведеться заряджати.

«Ми всі стикалися з такою ситуацією, коли помічали, що батарея нашого телефону, здається, не тримає так довго, або наш телефон раптово розряджається, коли ми знаходимося поза домом і потребуємо його більшість. Ще більше засмучує, коли здається, що батарея в новому пристрої швидко розряджається, навіть якщо ви купили його нещодавно.

«Техніка, яку ми розробили в Шеффілді, може допомогти покласти край цим проблемам. Це може стати основою дешевого, але неймовірно ефективного способу виявлення проблем з батареєю до того, як вони досягнуть споживача.»

Професор Роб Дваєр-Джойс, професор інженерії змащення в Університеті Шеффілда, а також дослідник у дослідженні, сказав: «Цей метод може зробити батареї в наших електронних пристроях набагато надійнішими. Хоча на цей час точність за певних умов тестування обмежена, з подальшими дослідженнями та розробками його можна буде використовувати на етапі виробництва, щоб виробники могли виявити проблеми перед відправкою. Його також можна використовувати під час обслуговування, щоб наші електромобілі, а також невелика споживча електроніка працювали довше.»

Після публікації дослідження інженери Шеффілда зараз шукають промислового партнера, який би допоміг розробити технологію.

Професор Дваєр-Джойс додав: «Дослідження, яке ми провели, знаходиться на фундаментальній стадії. Ми показали, що можливо в лабораторії — як ми можемо визначити внутрішню структуру батареї — і тепер ми прагнемо вивести це на наступний рівень разом із партнером із галузі. Ми дуже раді цьому прориву та з нетерпінням чекаємо розвитку технології та побачимо, до чого це приведе».»