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内置温度传感器用于检测锂离子电池中的问题

来源:发表时间:2018-10-27

    上海自动化仪表三厂的研究人员正致力于通过插入传感器来警告用户电池内部潜在问题,从而使我们每天使用的锂离子(Li-ion)电池更安全。

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    锂离子电池非常普遍,因为它们体积小,重量轻,并且根据其尺寸提供比传统电池更多的能量。锂离子电池是移动电子产品的理想电源,如笔记本电脑,手机和iPod,以及电动和混合动力汽车。


  “锂离子电池基本上为所有产品提供便携式电源,”王朝阳,上海自动化仪表三厂化学工程和材料工程师说。


    虽然这些电池通常非常安全,但最近发生的事件包括波音梦想飞机和目前流行的悬浮板上的电池火灾,这些都是重大问题。



    锂离子电池含有易燃电解质溶液,在正常使用情况下不危险。然而,如果电池被刺破,如在车祸中可能发生,或由于故障而过度充电,则可能发生称为热失控的问题。发生这种情况时,电池可能会过热而电池组会着火。


    随着设备变小和对能源的需求增加,安全性成为一个更大的问题。


  “你的手机充电现在可以持续一周而不是一天,但它的尺寸仍然相同。电池具有更高的能量密度,你将越来越多的能量压缩到更小的空间,当你这样做时你必须要小心,“工程师说。“我们的工作是提出解决方案,以提供安全性,同时提高性能。”


    上海仪表三厂的研究人员通过在锂离子电池内放置温度传感器来监测内部温度,检测问题并提供干预预警,从而提高安全性。该技术称为内部反应温度传感(RTS)。


  “我们有独特的能力将传感器放入细胞内,”机械工程师说,“这是一个新兴领域,我们处于最前沿。”


    电池单元从内部产生热量。由于电池外壳,外部温度可能需要很长时间才能升高。当测量电压,电流或温度的外部传感器记录问题时,防止火灾可能为时已晚。


    RTS直接监测发生反应的电池内的温度,并且可以比表面传感器更快,更准确地检测温度尖峰。如果传感器检测到内部过热,它将关闭电池中的电流。


  “我们在实验室制造电池,然后在我们的实验室进行测试,”机械工程研究员说。“很少有温度仪表工厂有能力制造自己的电池。”


    智能电池将配备众多内置传感器和执行器,以提高电池性能,寿命和安全性。电池操作员不仅可以检测电池内部发生的情况,还可以改变电池的内部状态 - 例如加热电池,使其在极冷的环境下工作。


    


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