Imagerie multi-échelle non destructive des batteries

Des chercheurs du Centre de recherche sur les nanotechnologies appliquées à l'ingénierie (CNIS) de l'Université Sapienza de Rome et du Centre de recherche ENEA Casaccia ont publié une étude sur l'utilisation de l'imagerie multi-échelle non destructive pour comprendre le fonctionnement interne des batteries. Après l'acquisition d'images par le microscope ZEISS Xradia Versa 610 disponible au CNIS, qui fait partie de l'Infrastructure ouverte pour la tomographie et la microscopie avancées (ATOM) cofinancée par la Région Latium (appel de projets « Infrastructures ouvertes pour la recherche »), Dragonfly Un logiciel d'imagerie a été utilisé pour étudier les structures internes de différents types de batteries et comprendre leur comportement et leur évolution après de nombreux cycles de charge/décharge afin de détecter les défauts susceptibles d'entraîner une défaillance critique en conditions réelles d'utilisation. L'imagerie à haute résolution et Dragonfly La segmentation a révélé des informations cruciales concernant l'apparition d'un processus de délamination dans la cellule cylindrique commerciale VARTA NiMH, à l'origine de la perte de capacité du dispositif.

Selon l'auteur correspondant, le professeur Cognigni, « Dragonfly Le logiciel d'imagerie Pro (V. 2022.1) d'Object Research Systems (ORS) a démontré sa capacité inégalée à réaliser une analyse géométrique complète et une représentation visuelle saisissante des composants individuels d'une batterie, tout en conservant celle-ci entièrement assemblée. Cette avancée technologique majeure offre un niveau de précision et d'exactitude jusqu'alors inaccessible pour la caractérisation et la visualisation des structures complexes des batteries, établissant ainsi une nouvelle norme dans le domaine.

 

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Publication 

Cognigni, F., Pasquali, M., Prosini, PP, Paoletti, C., Aurora, A., Scaramuzzo, FA et Rossi, M., 2023. Microscopie à rayons X : une technique d’imagerie non destructive et multi-échelle pour l’étude du fonctionnement interne des batteries. ChemElectroChem, https://doi.org/10.1002/celc.202201081 . Ce travail a été cofinancé par le projet d’infrastructure de recherche PNRR iENTRANCE@ENL ( https://www.ientrance.eu ).

Flavio Cognigni

Département des sciences fondamentales et appliquées pour l'ingénierie, Université de Rome « ​​La Sapienza »
( https://phd.uniroma1.it/web/FLAVIO-COGNIGNI_nP1714792_IT.aspx )

LinkedIn : linkedin.com/in/flavio-cognigni-bb989b198

Mots-clés : Batterie, Microscopie aux rayons X, Transfert d’énergie, Conversion d’énergie, Analyse des défaillances

Images

Segmentation des composants individuels de la cellule cylindrique commerciale VARTA NiMH dans Dragonfly L'électrode négative (jaune), l'électrode positive (bleue) et la mousse de nickel (verte) ont été segmentées par seuillage basé sur l'histogramme et séparées pour des mesures et analyses ultérieures.

Visualisation d'un processus de délamination évoluant dans l'anode après plusieurs cycles de charge/décharge dans la cellule cylindrique commerciale VARTA NiMH.

Épaisseur du maillage de la mousse de nickel superposée sur l'anode.