Учені з Массачусетського технологічного інституту (MIT) виявили, що акустичні сигнали, які батареї видають під час роботи, можуть розповісти про їхній стан, передбачити поломку і навіть попередити про ризик загоряння. Розшифровка цих звуків допоможе створювати безпечні та довговічні системи зберігання енергії, запобігаючи неприємним інцидентам в електромобілях та іншій електроніці.
Команда інженерів-хіміків з MIT виявила, що тихі шуми, які видають акумулятори під час заряджання і розряджання, не випадкові. Вони безпосередньо пов’язані з процесами деградації, що відбуваються всередині. За допомогою високочутливих датчиків і аналізу дослідникам вдалося виділити і класифікувати ці звуки:
Які акустичні сигнали видають батареї?
Утворення газу: один тип акустичних сигналів відповідає виділенню бульбашок газу, яке відбувається через побічні хімічні реакції всередині елемента.
Руйнування електродів: інший характерний звук виникає під час розтріскування матеріалу електродів, що трапляється через їхнє постійне розширення і стиснення в процесі роботи.
«Ця робота дає змогу зазирнути всередину батареї та дослідити її механізми в режимі реального часу, не руйнуючи її», — пояснює один з авторів дослідження.
Які практичні застосування цього методу?
Метод нагадує те, як інженери відстежують стан мостів або інших великих конструкцій, аналізуючи їхні вібрації та звуки. Вчені використовували вейвлет-перетворення (математичний метод аналізу сигналів), щоб відокремити корисні акустичні сигнали від фонового шуму, чого раніше ніхто не робив.
Технологія має кілька практичних застосувань. По-перше, вона може використовуватися у виробництві для раннього виявлення бракованих осередків, що знизить витрати. По-друге, її неважко вбудувати в системи управління батареями (BMS) в електромобілях або на енергооб’єктах для постійного моніторингу стану. Нарешті, система здатна заздалегідь попередити про скорочення ресурсу або, що ще важливіше, про ризик теплового розгону — неконтрольованого перегріву, що призводить до загоряння.
Команда вже співпрацює з Tata Motors, щоб впровадити систему моніторингу в електромобілі.
Раніше повідомлялося, що CATL випустив батарею для електромобілів без літію. Найбільший у світі виробник батарей для електрокарів почне масове виробництво новітніх натрієвих акумуляторів, які значно дешевші, безпечніші та довговічніші.
Цей матеріал має виключно загальноосвітній характер і не є медичною консультацією. Інформація призначена для ознайомлення з можливими симптомами, причинами та методами виявлення захворювань, але не повинна використовуватись для самодіагностики або самолікування. У разі проблем зі здоров’ям людині слід обов’язково звернутися до кваліфікованого лікаря.
