近日，北京理工大學(xué)先進(jìn)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究院教授陳浩森團(tuán)隊(duì)在Nature雜志發(fā)表研究論文，另辟蹊徑交出“智能電池”新答卷。
據(jù)介紹，為確保商用電池安全運(yùn)行，及時(shí)獲取電池內(nèi)部信號(hào)并實(shí)現(xiàn)早期故障診斷與預(yù)警至關(guān)重要。因此，團(tuán)隊(duì)自主研制了一種電池單體無(wú)損植入式智能傳感系統(tǒng)，可長(zhǎng)期、穩(wěn)定且準(zhǔn)確地測(cè)量并無(wú)線(xiàn)傳輸電池內(nèi)部信號(hào)，從而顯著提升電池的安全性和長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性。
近年來(lái)，能源電池技術(shù)發(fā)展迅猛，但安全問(wèn)題日益凸顯，對(duì)新能源汽車(chē)、儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域發(fā)展構(gòu)成重大挑戰(zhàn)。而傳統(tǒng)外部傳感技術(shù)難以滿(mǎn)足電池內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)信號(hào)的早期精準(zhǔn)識(shí)別，使得植入式內(nèi)部傳感技術(shù)備受期待。陳浩森團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十余年多學(xué)科交叉攻關(guān)，另辟蹊徑，設(shè)計(jì)了一種小型化、低功耗的植入式傳感系統(tǒng)，可以精確地感知和無(wú)線(xiàn)傳輸鋰離子電池內(nèi)部的溫度和應(yīng)變信號(hào)。該植入式傳感系統(tǒng)可以較早地識(shí)別出電池內(nèi)部異常溫度和應(yīng)變信號(hào)，從而提高了鋰離子電池的安全性。
未來(lái)，團(tuán)隊(duì)將聚焦完善專(zhuān)用科學(xué)儀器，圍繞內(nèi)部植入傳感“Lab-in-chip”思路，提供揭秘電池內(nèi)部“黑箱”的無(wú)損科研工具，構(gòu)建數(shù)字孿生電池，結(jié)合自主研制的電池多尺度仿真軟件，解析“電池指紋”實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，融合智能傳感、計(jì)算軟件與AI算法，實(shí)現(xiàn)電池“早預(yù)警、早處置”的本質(zhì)安全。這將推動(dòng)能源電池智能傳感在儲(chǔ)能電站、電動(dòng)汽車(chē)的落地應(yīng)用，推動(dòng)行業(yè)邁向更安全、更可持續(xù)的未來(lái)。
該工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“儲(chǔ)能鋰離子電池智能傳感技術(shù)”（項(xiàng)目編號(hào)：2021YFB2401900）、國(guó)家自然科學(xué)基金委、北京市科委資助。
