電池傳感領域獲進展

　　近日，南方科技大學深港微電子學院助理教授曾玉強課題組在電池傳感領域取得新進展。相關成果發表于《自然—通訊》。

　　鋰離子電池是手機、電動汽車等產品的核心儲能器件。極端溫度等情況容易造成電池的過早衰減和熱安全問題。深入理解電池衰減機制是提升實際應用中電池壽命、安全性及可靠性的關鍵，這依賴于先進的電池傳感技術。目前，多種傳感信號已被用于電池監測，然而大多數現有傳感技術具有復雜、嵌入式和定性的特點，難以長期獲取商業電池的定量衰減信息。

　　在該研究中，研究人員利用了電池熱導率對電池結構變化的強依賴性，將其作為電池衰減的定量指標。根據建立的電池熱導率模型，研究人員發現電池的兩種主要衰減機制對于其熱導率有著相反的影響，析鋰會降低負極顆粒與隔膜之間的緊縮熱阻而提高電池熱導率，電解液消耗則會降低流體部分的有效熱導率而降低電池熱導率。通過一系列標定實驗，研究人員驗證了這一定量模型的準確性。

　　在此基礎上，研究人員開發了基于貼片式熱導率傳感器的測量方案，用于電池衰減的非嵌入式監測和定量評估。概念驗證研究表明，研究人員的方法可以定量區分鋰沉積以及與副反應和鋰沉積相關的電解液消耗。該研究所開發的熱傳感方法具有簡單、非嵌入式和可量化的特點，能夠實時監測真實世界的電池衰減，并且準確量化不同的衰減源，為基于非嵌入式熱導率傳感器的電池衰減定量評估打開了大門。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-43808-9