Tomographie

Tomographie an Batterien mit Neutronen und Röntgenstrahlen

Ein vollständiges, dreidimensionales Bild der gesamten inneren Struktur erhält man, in dem das zu untersuchende Objekt aus unterschiedlichen Richtungen durchstrahlt (radiographiert) wird und diese Daten anschließend zu einem dreidimensionalen Datensatz zusammengesetzt werden. So entsteht ein räumliches Abbild im virtuellen Raum, welches an jeder Stelle nach Belieben auseinander genommen, zerschnitten oder auf strukturelle oder chemische Veränderungen untersucht werden kann. Auch dazu werden Röntgenstrahlen und Neutronen genutzt. Beide Strahlenarten verhalten sich gewissermaßen komplementär zueinander, da sie unterschiedliche Eigenschaften der untersuchten Materialien widerspiegeln. So sind mit Neutronenstrahlung Materialkontraste sichtbar, die mit Synchrotronstrahlung nicht zu finden sind und umgekehrt.

Li-Ion Batterie

Separation einzelner Bereiche und chemischer Spezies im Neutronentomogramm einer Li-Batterie.

Li-Ion Batterien

Innere Struktur eines Li-Ionen-Kondensators. (a) Seitenansicht des Metallbehälters; (b) virtuelles Entfernen eines Volumenteils; (c) Visualisierung einer großen Elektrolytagglomeration; (d) horizontaler Querschnitt und Vergrößerung (e) zur Veranschaulichung der Delamination.