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本站 5 月 8 日消息，據(jù)央視新聞報(bào)道，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)蘇州高等研究院潘挺睿教授、常煜研究員團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科大談鵬教授團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院唐永炳教授、張帆研究員團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)出長(zhǎng)效穩(wěn)定的鋰離子電池原位膨脹力監(jiān)測(cè)技術(shù)。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》。

據(jù)本站了解，鋰離子電池因其高能量密度和長(zhǎng)循環(huán)壽命而成為電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心。然而，鋰枝晶生長(zhǎng)、SEI 膜生長(zhǎng)等問(wèn)題威脅著電池的使用安全與服役壽命。在電池內(nèi)原位檢測(cè)枝晶和 SEI 膜生長(zhǎng)過(guò)程中的膨脹力變化被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警和精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)的有效方法。傳統(tǒng)的植入式光纖監(jiān)測(cè)方法存在系統(tǒng)尺寸大、光纖力學(xué)性能脆弱等問(wèn)題；而柔性壓力傳感器在腐蝕性電解液環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定性不足。

針對(duì)這一挑戰(zhàn)，本研究開(kāi)發(fā)了一種基于一體式離電傳感技術(shù)的新型原位監(jiān)測(cè)技術(shù)，利用鋰離子電池自身的電解液和材料構(gòu)建傳感界面，無(wú)需額外封裝即可實(shí)現(xiàn)高精度壓力監(jiān)測(cè)。這種結(jié)構(gòu)不僅與電池材料高度兼容，還解決了傳統(tǒng)柔性壓力傳感器在腐蝕性環(huán)境中的穩(wěn)定性難題。實(shí)驗(yàn)表明，一體式離電傳感技術(shù)可以對(duì) Pa 級(jí)別的膨脹力變化產(chǎn)生響應(yīng)，并能在電池內(nèi)穩(wěn)定工作超過(guò) 1 個(gè)月。該技術(shù)可通過(guò)壓力曲線不對(duì)稱(chēng)性和峰值變化捕捉到鋰枝晶的不可逆沉積。作為驗(yàn)證，通過(guò)充放電循環(huán) 400 周加速老化實(shí)驗(yàn)，記錄了因 SEI 層增厚和鋰枝晶生長(zhǎng)導(dǎo)致的壓力累積，發(fā)現(xiàn)壓力變化與容量衰減趨勢(shì)高度吻合。該技術(shù)為智能電池設(shè)計(jì)開(kāi)辟了新路徑，其低成本、高精度和長(zhǎng)壽命特性尤其適用于車(chē)載電池管理系統(tǒng)。