Литиевые аккумуляторы издают странные звуки: о чем говорит "мистический" шум

Расшифровка этих звуков поможет создавать безопасные и долговечные систем хранения энергии, предотвращая неприятные инциденты в электромобилях и прочей электронике, пишет Interesting Engineering.

Команда инженеров-химиков из MIT обнаружила, что тихие шумы, которые издают аккумуляторы при зарядке и разрядке, не случайны. Они напрямую связаны с процессами деградации, происходящими внутри. С помощью высокочувствительных датчиков и анализа исследователям удалось выделить и классифицировать эти звуки:

• Образование газа: один тип акустических сигналов соответствует выделению пузырьков газа, которое происходит из-за побочных химических реакций внутри элемента.
• Разрушение электродов: другой характерный звук возникает при растрескивании материала электродов, которое случается из-за их постоянного расширения и сжатия в процессе работы.

"Эта работа позволяет заглянуть внутрь батареи и исследовать ее механизмы в режиме реального времени, не разрушая ее", — объясняет один из авторов исследования.

Что это даст на практике

Метод напоминает то, как инженеры отслеживают состояние мостов или других крупных конструкций, анализируя их вибрации и звуки. Ученые использовали вейвлет-преобразование (математический метод анализа сигналов), чтобы отделить полезные акустические сигналы от фонового шума, чего раньше никто не делал.

Технология имеет несколько практических применений. Во-первых, она может использоваться в производстве для раннего выявления бракованных ячеек, что снизит затраты. Во-вторых, ее нетрудно встроить в системы управления батареями (BMS) в электромобилях или на энергообъектах для постоянного мониторинга состояния. Наконец, система способна заранее предупредить о сокращении ресурса или, что еще важнее, о риске теплового разгона — неконтролируемого перегрева, ведущего к возгоранию.

Команда уже сотрудничает с Tata Motors, чтобы внедрить систему мониторинга в электромобили.

Раньше Фокус писал, что CATL выпустил батарею для электромобилей без лития. Крупнейший в мире производитель батарей для электрокаров начнет массовое производство новейших натриевых аккумуляторов. Они значительно дешевле, безопаснее и долговечнее.