科学家研制出可植入电池内部高精度多模态集成光纤器

电池热失控是制约电动汽车和新能源大规模发展的瓶颈。 电池热失控的根本原因是电池内部一系列复杂且相互关联的“连锁副反应”。 从局部短路到大面积短路，电池内部温度迅速升高，最高达到800摄氏度以上，导致电池着火、爆炸。 因此，迫切需要深入了解锂离子电池热失控的演化机制，并提出预警策略，预防爆炸事故的发生。 追溯电池热失控的内在原因，理清分步反应之间的耦合关系，揭示热失控的主导机制和动力学，向前推进热失控预警时间窗口，可以从根本上解决储能安全问题。 核。

然而，由于电池的封闭结构和复杂的内部反应机制，无法保证电池内部核心状态参数检测的准确性和实时性。 如何科学、及时、准确地预测电池安全隐患已成为国际科学难题。

为此，团队研发了可植入电池内部的多模态集成光纤原位监测技术，设计并成功研发出可在高温高湿环境下正常工作的多模态集成光纤传感器。 - 1000摄氏度压力环境，实现电池热失控全过程内部温度和压力的同步精确测量，克服了热失控极端环境下温度和压力信号串扰的问题。 提出了一种将电池发热与气压变化率解耦的新方法，并首次发现了触发机制。 电池热失控链式反应的特征拐点和共性规律，能够准确识别电池内部微观“不可逆反应”，为快速切断电池热失控链式反应、确保电池在安全范围内运行提供重要手段。

研究人员表示，未来可以用一根光纤同时监测电池内多个位置的温度、压力、折射率、气体成分和离子浓度等​​多个关键参数。 届时，光纤传感技术与电池的结合将在新能源汽车、储能电站安全检测等领域发挥重要作用。