【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】7月25日，機(jī)械學(xué)院黃永安教授與四川大學(xué)何欣研究員、美國(guó)SES AI公司許康教授、南方科技大學(xué)林苑菁助理教授等在《自然·通訊》(Nature Communications)共同發(fā)表了題為“用于智能鋰離子電池的完全可打印的集成多功能傳感器陣列(Fully printable integrated multifunctional sensor arrays for intelligent lithium-ion batteries)”的研究成果。黃永安、何欣、許康、林苑菁為通訊作者。
鋰離子電池廣泛應(yīng)用于個(gè)人電子設(shè)備、電網(wǎng)儲(chǔ)能及各類(lèi)交通工具等領(lǐng)域，但大型電池組在極端條件下易引發(fā)安全事故，亟需精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)。團(tuán)隊(duì)研究開(kāi)發(fā)了一種可嵌入鋰離子電池包裝膜的超薄柔性多功能傳感器陣列，能同步監(jiān)測(cè)溫度、壓力、應(yīng)變、氫氣、碳酸二甲酯蒸汽及液態(tài)電解液等多參數(shù)。該陣列通過(guò)CO?激光刻蝕鋁-聚合物復(fù)合箔制作互連線(xiàn)路，嵌入PET層并以聚氨酯膜封裝，總增重僅0.049g，空間占用16.844mm3，對(duì)電池能量密度和電化學(xué)性能影響極小，且抗干擾穩(wěn)定性?xún)?yōu)于商用傳感器，適配多種電池結(jié)構(gòu)。
圖為電池狀態(tài)自我評(píng)估的集成智能傳感陣列系統(tǒng)(IISAS)示意圖。
該柔性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與深度學(xué)習(xí)算法結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)電池健康狀態(tài)評(píng)估、故障診斷(如過(guò)充/過(guò)放、內(nèi)短路、熱失控等)，檢測(cè)到危險(xiǎn)時(shí)能直接觸發(fā)報(bào)警。該技術(shù)填補(bǔ)了可靠特征提取與實(shí)時(shí)狀態(tài)評(píng)估的技術(shù)空白，具備高可靠性、低成本、實(shí)時(shí)性等優(yōu)勢(shì)，在電動(dòng)汽車(chē)、大規(guī)模儲(chǔ)能、便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
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