現(xiàn)有的電池內部溫(wēn)度監測技術要麽(me)缺(quē)少空間分辨(biàn)率,要麽跟標準的電池單元組(zǔ)裝過程不兼容。Forgez C 等人通過破壞性在電池內部插入直(zhí)徑為1 mm 的工業熱電偶實現鋰電池的內部溫度測量。研發了一種伸入電池內部的4 個探針技術,更準確地監測電池的正極溫(wēn)度,該(gāi)技(jì)術從外表看並不需要額外的內置傳感器,易於在(zài)電池管理係統中應用。研(yán)究(jiū)發(fā)現電池內(nèi)部溫度(dù)與其阻抗有(yǒu)一定(dìng)的內在關係,主要體現在荷電狀態( state-ofcharge,SoC) 無關性和石墨表麵形成的固體電解質膜( solidelectrolyte-interphase,SEI) 層阻抗的溫(wēn)度相關性上,這就使得這種方法僅適用於石墨製成陽極的鋰離子電池,並且隻有在SEI 層特性(xìng)不變的情況下才能得出可靠的測量結果。
研究了一(yī)種製(zhì)備柔性薄膜(mó)傳感器的新方(fāng)法,並將薄膜傳感器轉移至(zhì)電池電流集電器,然後嵌(qiàn)入進軟包鋰電池進行內部溫度原位監測,解決了多層薄(báo)膜(mó)傳感器在(zài)粗糙、柔(róu)性、金屬基(jī)底上直接製(zhì)備的問題。相比於薄膜熱敏(mǐn)電(diàn)阻較高的(de)空間折射率,薄膜熱電偶的(de)交接口更小,但熱電偶對應變電阻值的變化不敏感。而且植入步驟很容易融入到任意標準的軟(ruǎn)包電池組裝過程(chéng)中,且放在軟包電池的薄膜熱電偶( thin-film thermocouples,TFTC) 傳感器成功捕(bǔ)獲到了高充放電倍率時的內部瞬態溫度的變化。
研究給出了植入溫(wēn)度傳感(gǎn)器的聚酰(xiān)亞胺從玻璃基(jī)底到薄銅箔(bó)的製備和轉移過(guò)程。聚酰(xiān)亞胺植入傳感器,並粘貼在銅箔上,使得傳感係(xì)統易彎曲、輕薄(báo)精巧,並且可導電。在幹燥室(shì)中方便地將傳感器組裝(zhuāng)進軟包鋰電池中,同時(shí)將(jiāng)傳感器的電極引腳露出。在不同的充放電循環過程中可靠的測(cè)量鋰電池的溫度(dù)。熱生成率半定量(liàng)地與(yǔ)測量的溫度上升曲線相關聯,假設在高速(sù)率放電條件下電池(chí)內的(de)熱生成率起主導作用。技(jì)術如應用在電池管理係統中(zhōng),將在實現(xiàn)單個電池原位監測方麵具(jù)有很大的前景。電池運行(háng)過程中獲得的(de)原位溫度(dù)曆史數據有利於改善電池設計,同(tóng)時為鋰離子電池包熱建模和仿真研究提供基(jī)準。本文提出的柔性微型傳感器還可以應用於傳感器層需要綁定在易(yì)彎曲或者自由形態物體上的其他場(chǎng)合中。