锂电池安全问题新突破

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锂电池安全技术取得重要突破

随着能源存储技术的快速发展,电池系统的安全性问题日益受到关注。近期,北京理工大学先进结构技术研究院传来好消息:陈浩森教授带领的研究团队在锂电池安全监测领域取得了重要进展。

长期以来,外部传感器技术难以准确捕捉电池内部的风险信号,而植入式传感器虽然被视为解决方案,但以往的技术方案仍存在诸多局限。欧美国家提出的植入方法,在实际应用中面临着破坏电池密封结构、电磁屏蔽干扰严重、长期稳定性不足以及与工业化生产流程不兼容等问题。

经过十余年坚持不懈的攻关研究,陈浩森团队成功研发出一套创新性解决方案,其主要优势体现在以下几个方面:首先,在耐腐蚀感知方面实现了精准监测,他们研制出了厚度仅50微米的薄膜传感器,能够有效应对电化学腐蚀环境;其次,在植入工艺上实现了无损设计,确保了传感器与电池全生命周期稳定运行;再次,在信号传输方面突破了电磁屏蔽限制,研发出新型通信芯片;最后,通过建立智能分析模型,实现了对电池内部故障的早期预警。

基于上述技术,研究团队成功设计并制造了一款小型化、低功耗的植入式传感系统。该系统能够实时监测锂离子电池内部的温度和应变参数,并通过无线方式传输数据。实验数据显示,在100Ah磷酸铁锂电池测试中,该系统展现出超低功耗特性;经过1000次充放电循环后,电池容量仍保持在93.74%的水平。同时,借助内部应变信号和温度监测技术,实现了对电极断裂位置的精确定位以及电池异常状态的早期识别。

展望未来,研究团队将继续深化技术攻关:一方面完善专用科学仪器设备,为锂电池内部机制研究提供无损检测工具;另一方面构建"数字孪生电池"模型,结合自主研发的多尺度仿真软件,实现对电池状态的精准预测。同时,他们还将致力于开发本质安全型电池系统,通过融合智能传感、计算技术和人工智能算法,实现电池故障的早期预警和快速处理。

这一创新成果将为储能电站和电动汽车领域提供可靠的安全保障技术解决方案,推动锂电池行业向更高安全性方向发展。