7月25日，機械學院黃永安教授與四川大學何欣研究員、美國SES AI公司許康教授、南方科技大學林苑菁助理教授等在《自然·通訊》(Nature Communications)共同發(fā)表了題為“用于智能鋰離子電池的完全可打印的集成多功能傳感器陣列(Fully printable integrated multifunctional sensor arrays for intelligent lithium-ion batteries)”的研究成果。黃永安、何欣、許康、林苑菁為通訊作者。
 

　　鋰離子電池廣泛應(yīng)用于個人電子設(shè)備、電網(wǎng)儲能及各類交通工具等領(lǐng)域，但大型電池組在極端條件下易引發(fā)安全事故，亟需精準的實時監(jiān)測技術(shù)。團隊研究開發(fā)了一種可嵌入鋰離子電池包裝膜的超薄柔性多功能傳感器陣列，能同步監(jiān)測溫度、壓力、應(yīng)變、氫氣、碳酸二甲酯蒸汽及液態(tài)電解液等多參數(shù)。該陣列通過CO?激光刻蝕鋁-聚合物復(fù)合箔制作互連線路，嵌入PET層并以聚氨酯膜封裝，總增重僅0.049g，空間占用16.844mm3，對電池能量密度和電化學性能影響極小，且抗干擾穩(wěn)定性優(yōu)于商用傳感器，適配多種電池結(jié)構(gòu)。
 

圖為電池狀態(tài)自我評估的集成智能傳感陣列系統(tǒng)(IISAS)示意圖。
 

　　該柔性監(jiān)測系統(tǒng)與深度學習算法結(jié)合，可實現(xiàn)電池健康狀態(tài)評估、故障診斷(如過充/過放、內(nèi)短路、熱失控等)，檢測到危險時能直接觸發(fā)報警。該技術(shù)填補了可靠特征提取與實時狀態(tài)評估的技術(shù)空白，具備高可靠性、低成本、實時性等優(yōu)勢，在電動汽車、大規(guī)模儲能、便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。
 

　　該研究得到國家自然科學基金等項目資助。