Οι κατασκευαστές μπαταριών και οι εμπλεκόμενοι προσπαθούν να σχεδιάσουν μπαταρίες που είναι μικρότερες, ασφαλέστερες και μεγαλύτερης διάρκειας. Ειδικότερα, η αγορά ηλεκτρικών οχημάτων επενδύει σε εργαλεία και τεχνολογία που μπορούν να βοηθήσουν στην ποσοτικοποίηση και στην προσεκτική εξέταση της δυναμικής της μπαταρίας. Η χαρτογράφηση πίεσης διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο σε αυτόν τον τύπο έρευνας και ανάπτυξης, δοκιμών κύκλου ζωής, δοκιμών αντοχής και ποιοτικού ελέγχου.
Πολλοί εξοικειωμένοι με την κατασκευή μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου θα πουν ότι «αναπνέει». Ωστόσο, υπάρχουν λίγες μέθοδοι για να ποσοτικοποιηθεί η εσωτερική πίεση που μπορεί να έχει αυτή η δραστηριότητα στη διάρκεια ζωής και την απόδοση της μπαταρίας.
Η φόρτιση και η εκφόρτιση προκαλούν αλλαγές στη θερμοκρασία, την ηλεκτροχημεία και τη μηχανική των εσωτερικών εξαρτημάτων, που προκαλούνται από αλλαγές στην πίεση. Ακόμη και μεταξύ σχετικά επίπεδων επιφανειών, διαπιστώνει κανείς ότι η κατανομή της πίεσης της διεπαφής συχνά δεν είναι ομοιόμορφη εντός των τοπικών περιοχών της μέγιστης πίεσης.
Η τεχνολογία χαρτογράφησης πίεσης, όπως το σύστημα I-Scan της Tekscan, βοηθά τους μηχανικούς σχεδιασμού να αποκτήσουν πληροφορίες για τομείς που ενδέχεται να επηρεάσουν το σχεδιασμό και την ποιότητα.
Σημαντικές εσωτερικές πιέσεις έχει αποδειχθεί ότι προκαλούν πλαστική παραμόρφωση, αποκόλληση και αύξηση της εσωτερικής αντίστασης. Οι χαμηλότερες πιέσεις στοίβας τείνουν να αποδίδουν καλύτερη μακροπρόθεσμη απόδοση, αλλά όταν οι πιέσεις είναι πολύ χαμηλές, μπορεί να συνεχιστεί η αποκόλληση.
Οι σχεδιαστές καλούνται να βρουν το “σωστό σημείο” για την πίεση του περιβλήματος και η τεχνολογία χαρτογράφησης πίεσης είναι η βέλτιστη λύση για το σχεδιασμό και τη δοκιμή της μπαταρίας λόγω της λεπτότητας και της ευελιξίας των αισθητήρων και της ικανότητας του συνοδευτικού λογισμικού να χαρτογραφεί τις αλλαγές πίεσης με την πάροδο του χρόνου.
Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης – Solid state batteries, είναι μια πολλά υποσχόμενη εξέλιξη για την αγορά ηλεκτρικών οχημάτων, επειδή η σύνθεσή τους τις καθιστά λιγότερο ευεξάτμιστες και λιγότερο ευάλωτες στη φωτιά από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου υγρού και έχουν τη δυνατότητα για υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα. Ωστόσο, οι εγγενείς ιδιότητές τους θέτουν ορισμένες προκλήσεις.
Ο στερεός-άκαμπτος ηλεκτρολύτης δημιουργεί μια ανομοιόμορφη κατανομή πίεσης και οι συγκεντρωμένες πιέσεις μπορούν να οδηγήσουν σε ρωγμές στο υλικό, μειώνοντας την απόδοσή τους.
Η χαρτογράφηση της πίεσης μπορεί να αποκαλύψει τα καυτά σημεία και να βοηθήσει τους μηχανικούς να λαμβάνουν τεκμηριωμένες αποφάσεις σχεδιασμού με στόχο τη διατήρηση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας.
Αυτό το βίντεο δείχνει ένα παράδειγμα:
