電解質は、リチウムイオン電池の重要な部分であり、正極と負極との間のイオン伝導におけるリチウムイオン電池の内部の主要な役割は、容量のリチウムイオン電池は、電池の大きさは、連続的に電解を確保する方法を、増加させる、増加し続けます液体が原因我々は、直接リチウムイオン電池における電解液の浸透を観察することができないリチウムイオン電池の密閉構造に完全に内部リチウムイオン電池と均一浸潤において特に重要であり、電気分解は、その後解剖することによって決定することができます内部電池、中性子回折イメージング技術による細胞浸潤内部の電解質の過程でWJ Weydanz鋭意研究のような最近ボッシュエンジニアは、電解液を真空湿潤時に見出すことができれば、十分な湿潤流体かどうか50%を減らし、流体の量を10%増加させます。
一般に、注入工程を2つの段階に分けることができる:1)注射、このステップは、通常、電解液を電池内に注入したわずか数秒かかり、2)浸潤、このステップは、電解質吸収電気に注入されます一般的には良好な湿潤効果を達成するために、注入及び浸潤がしばしば繰り返しを数回必要とする。時間がかかり、数時間を要し、これは乾燥環境との間のステップを必要とし、通常は時間のかかるプロセスであるコア間で、大幅にリチウムイオン電池の生産コストを引き上げた。
伝統的な方法は、この特性の強い中性子吸収効果を有するリチウムイオン電池における電解液注入プロセスのための中性子回折を使用するリチウムを用いたリチウムイオン電池、WJ Weydanz内部の電解液のリアルタイム監視浸潤に検出することができません浸潤プロセスを詳細に研究した。
WJ Weydanz実験は、HEV用電池上にAl矩形シェルを用い、電池サイズは120ミリメートル* 91.5ミリメートルの*の12.5ミリメートル、黒鉛負極7(塗布量8mgの/ cm 2で、35%の気孔率)6を用いた電池NCM111カソード物質(15.8mg / cm 2の塗布量は、35%の気孔率)と高分子膜12(20umの厚さ、48%の気孔率)。
電池が液体で満たされた後、WJWeydanzはシード回折法を用いて15秒ごとに写真を撮影し、10分後に60秒ごとに写真を撮り、30分後に120秒ごとに写真を撮る。サブ回折写真、写真の両側の黒い部分は、電池の電解質のギャップです、電極は色がわずかに暗いです電解質はまだ薄い色の場所に浸透している電解質領域にまだ浸潤していません。
上記の画像をソフトウェアで特別に処理した後、セルを濡れ領域(黒色)と非濡れ領域(白色)に分けて、ソフトウェアを使用して電解液の濡れを計測し処理することができます。
次の図は、真空下でのバッテリー(図a、b、c)と常圧下のバッテリー(d、e、f)の浸潤を示しています。電解質の最も後にも電池の外部空間では、電池は47分間浸潤、ほぼ完全な細胞浸潤を真空中で細胞の注射、および外側コア残り電解後エッジ位置浸潤を開始しますしかし、通常の圧力の下では、電池のかなりの部分がまだ浸透していないので、電池の外に大量のフリー電解液が残っています。
、細胞からWJ Weydanz電解質を関係電解質湿潤速度及び時間を調査するために、下、左、右方向の浸透率を分析した結果は、(真空注入)を以下に示す。より図は細胞注射後5分以内に留意することができる、電解液濡れ面積を時間として、電解液の浸透率を示し、71%と19%湿潤面積を増加させ、次いで5分後に、52%に達しました低下の増加は、細胞浸潤は51min後に実質的に完了した。図から、我々はまた、セルから電解液が浸透率は電解質最小限の影響の重力に対して濡れ性を示し、両方向でほぼ同じであることに注意することができ。
データ解析の4つの方向によってWJ Weydanz浸潤は、電解液および湿潤時間プレゼンテーション対数低下低下の速度ことが分かったが、二方向に、WJ Weydanzは、電解質30分の初めに、浸透率を発見しました減少ドロップ数の傾向を示したが、有意な浸透率が増加した後。これは、以下(33分ゾーン、浸潤湿潤図の各側の先端からの距離との関係から説明できます左主浸潤電解質の始まりは、電解質の新たな付加の左側から得られるが、8分後、左に)、セルの左側の侵襲性前面の左端から、上端及び下端は、ほぼ同じです補充電解液の両端は、コアの左側から主に左端から上下端縁までの距離が距離よりも著しく短い湿潤、したがって電気浸透、従って侵入を促進する左及び電解液の右側。
またWJWeydanz真空注入が効果的に左右方向に液体電解質湿潤速度の注入後、常圧グラフ(青色曲線)および真空(赤い曲線)の下で、それぞれ、濡れ時間を短縮することができるが見つかりました研究、電池の浸透速度は、液体セルベットの液圧よりも大幅に高速真空賭けは、101minバッテリ後ベット液圧が十分に完全浸透する必要があることを見ることができるが、真空注入電池は、51minにのみ必要彼はすべての浸潤、50%の浸透時間を完了しました。
効果的に外部電解液の濡れ時間を短縮することに加えて、WJ Weydanzベットも真空中で発見された電池用電解質の10%を吸収でき、主に電解液が浸透しないものに充填された吸収多孔質電極間。
シール構造の制限によるリチウムイオン電池は、従来の理解のための電解液の浸潤は、我々は、主に経験に基づいて、及びWJ Weydanz作業我々電解液のための第一浸透プロセスは「視覚」の知識を有し、電解液悪い滴の数との関係を示す時間に対する浸透速度。なく、私たちが見ることができ、電解液の浸透速度から電池の上端部及び下端部が同じである、電解質浸潤の重力の影響は、実際に、電解質浸潤のために、最小であります真空の影響が比較的大きく、電解液の濡れ時間が吸収電解質電池の量が10%増加し、減圧ベット流体環境で50%低減することができます。