通快利用激光驱动X射线源，提升电动汽车电池性能

2024-03-04 17:11

未来，电动汽车电池制造商可以通过紧凑的X射线源进一步提高电动汽车电池的耐用性和性能。这一突破性的进展，源于通快公司领导的一个研究项目“XProLas”。

目前，XProLas项目的开发合作伙伴正致力于激光驱动的X射线源的开发工作，预计首批演示系统将于2026年问世。这些系统将为制造商提供实时监控电池充放电过程的能力，并能够以极高的精度确定电池内部的杂质。

这些研究成果将直接应用于新电池的开发过程中，有望改善诸如充电速度等关键性能参数。

值得一提的是，以往此类研究通常在超过100米长的大型粒子加速器上进行，而这些设施极为罕见，限制了研究的广泛性和效率。相比之下，激光驱动的X射线源体积仅相当于一个移动房屋，制造成本更低，因此更适合在工业环境中广泛应用。

XProLas研究项目的预算约为1500万欧元，得到了联邦教育和研究部（BMBF）的资助。

在该项目中，通快公司正利用其在工业激光器制造方面的专业知识，与巴斯夫和Cellforce等合作伙伴共同提供电池材料和组件进行测试。此外，Ushio德国、Excillum、Bruker和Viscom等公司也在光束源和系统构建方面提供了关键的专业知识。汉诺威大学以及位于亚琛和耶拿的弗劳恩霍夫研究所，也在学术层面为该项目提供了重要的支持。

除了上述应用外，XProLas项目还致力于开发一种紧凑、高亮度的X射线源，专门用于分析电动汽车电池的阴极材料。

电动汽车电池的阴极材料对其整体性能和可靠性至关重要，而这些材料的精确成分只有通过X射线测定才能准确得知。

而紧凑的激光驱动X射线源将有望取代这一领域的大型研究设施，从而加速正极材料制造商的开发进程。

在X射线产生过程中，激光充当了上游光束源，通过激光脉冲击中特定金属（如镓、铟或锡）目标产生等离子体，进而释放出X射线等极短波光。