現有的電池(chí)內部溫度監測技術要麽缺少(shǎo)空間分辨率,要麽跟標準的電池(chí)單元組裝過程不兼容。Forgez C 等人通過破壞性在電池內部插入直徑為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(rù)電池(chí)內部的4 個探針技術,更準確地監測(cè)電池的正極溫度,該技術從外表看並不需要額外的(de)內置傳感器(qì),易於在電池管理係統中應用。研究發現電池內部溫度與其(qí)阻抗有一(yī)定的內在關係,主要體(tǐ)現在荷電狀態( state-ofcharge,SoC) 無關性和石墨表麵(miàn)形成的固體電解質膜( solidelectrolyte-interphase,SEI) 層阻(zǔ)抗的溫度相關性上,這(zhè)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(yǒu)在SEI 層特性不變的情況下才能(néng)得出可靠的測量結果。
研究了一種製備柔性薄膜(mó)傳感器的新方法,並將薄(báo)膜傳(chuán)感器轉移至電池(chí)電流集電器,然後嵌入進軟包鋰電池進行內部溫度原位監測,解決了多層薄膜傳(chuán)感器在粗糙(cāo)、柔性、金屬基底上直接製備(bèi)的問題。相比於薄膜熱(rè)敏電阻較高的(de)空間折射率,薄膜熱電偶的交接口更小,但熱電偶對應變電阻值的變化不敏感。而且(qiě)植入步驟很容易融入到任意標準的軟包電(diàn)池組裝過程中(zhōng),且放在軟包電池的薄膜熱(rè)電偶( thin-film thermocouples,TFTC) 傳感器成功捕獲到了(le)高充放電倍率時的內部瞬態溫度的變化。
研究給出了植入溫度傳感器的聚酰亞胺從玻璃(lí)基底到(dào)薄銅箔的製備(bèi)和轉移過程。聚酰亞(yà)胺植入傳(chuán)感器,並粘貼在銅箔上,使得傳感係統易彎曲、輕薄精巧,並且可導電。在幹燥室中方便地將傳感(gǎn)器組裝進軟包鋰電(diàn)池中,同時將傳(chuán)感器的電極引腳露出。在不(bú)同的充放電循環過程中可靠的測量鋰(lǐ)電池的溫度(dù)。熱生成率半定量地與測(cè)量(liàng)的溫度上升曲線相關聯,假設在高速率放電條件下電池內的熱生成率起主導作用。技術如應用在電(diàn)池管理係統中(zhōng),將在實現單個電池原位監測方麵具(jù)有很大的前景。電池運行過程中獲得的原位溫(wēn)度曆史數據有利於改善電池設計(jì),同時為鋰離子電池包熱建模和仿真研究提供基準。本文提出(chū)的柔性微型傳感器還(hái)可以(yǐ)應用於(yú)傳感器層需要綁定在易彎曲或者自由形態物體上的其他場(chǎng)合中。