This post is also available in:
English (אנגלית)
בעידן שבו מכשירים מבוססי סוללות הופכים נפוצים יותר ויותר – מטלפונים חכמים ומחשבים ניידים ועד רכבים חשמליים וקורקינטים – גוברת הדאגה בנוגע לבטיחותן. לאחרונה עלו מספר מקרים מתועדים של שריפות סוללה המדגישים את הצורך באמצעי גילוי טובים יותר לפגמים נסתרים העלולים לגרום לתקלות מסוכנות. כעת, חוקרים מאוניברסיטת דרקסל מציעים פתרון חדשני וחסכוני: שימוש במכשיר אולטאסונד כדי לבחון את החל הפנימי של הסוללות – מבלי לפרק אותן.
כפי שמפורט במאמר שפורסם בכתב העת Electrochimica Acta, השיטה של צוות החוקרים מתאימה את טכנולוגיית האולטרסאונד – המשמשת בעיקר בתחומים כמו רפואה וגיאופיזיקה – לבחינת ההתנהגות המכאנית והכימית הפנימית של סוללות ליתיום-יון. על ידי שליחת גלי קול באנרגיה נמוכה דרך מבנה הסוללה, ניתן לזהות שינויים עדינים במהירות ובדפוסי הגל – שעשויים להעיד על פגמים כמו כיסי גז, אזורים יבשים, היפרדות של חומרים או תקלות פנימיות נוספות, על פי TechXplore.
שיטות בדיקה מסורתיות של סוללות מתבססות לרוב על בדיקות ויזואליות ובדיקות ביצועים מדגמיות של תאים. גם הדמיית רנטגן ברזולוציה גבוהה נמצאת בשימוש, אך היא לרוב יקרה וגוזלת זמן, מה שמקשה על יישומה בסביבות ייצור בהיקפים גדולים. לעומת זאת, שיטת האולטרסאונד המוצעת אינה רק מהירה וחסכונית יותר, אלא גם מספקת משוב בזמן אמת וניתנת ליישום הן בשלבי הייצור והן במחקר ופיתוח.
הצוות מדרקסל הדגים את המערכת באמצעות מכשיר אולטרסאונד שולחני, שמתוכנן להיות פשוט לשילוב בתהליכי עבודה קיימים – במיוחד עבור חברות המייצרות סוללות בנפחים גדולים, כגון יצרניות רכבים חשמליים. השיטה אינה מפריעה לפעולת הסוללה, והנתונים יכולים להיאסף באופן רציף במהלך השימוש.
מרכיב חשוב נוסף הוא תוכנה בקוד פתוח שהחוקרים פיתחו ומלווה את המערכת, כיוון שהיא מפשטת את תהליך השימוש ומבצעת ניתוח אוטומטי של הנתונים. הדבר מפחית את רף הכניסה ההנדסי ומאפשר אבחון מהיר יותר בתהליך פיתוח הסוללות.
הצוות כבר שוקד על שיפורים עתידיים, בהם יכולות הדמיה תלת-ממדית וכלי סריקה מתקדמים. לאור הביקוש הגובר לתאי ליתיום-יון, טכנולוגיות מסוג זה עשויות להפוך לכלים מרכזיים לשיפור הבטיחות והביצועים – עוד לפני שהפגמים המסוכנים מגיעים לידי הצרכן.
