【儀表網 研發快訊】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。
鋰離子電池廣泛應用于個人電子設備、電網儲能及各類交通工具等領域，但大型電池組在極端條件下易引發安全事故，亟需精準的實時監測技術。團隊研究開發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，能同步監測溫度、壓力、應變、氫氣、碳酸二甲酯蒸汽及液態電解液等多參數。該陣列通過CO?激光刻蝕鋁-聚合物復合箔制作互連線路，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，且抗干擾穩定性優于商用傳感器，適配多種電池結構。
圖為電池狀態自我評估的集成智能傳感陣列系統(IISAS)示意圖。
該柔性監測系統與深度學習算法結合，可實現電池健康狀態評估、故障診斷(如過充/過放、內短路、熱失控等)，檢測到危險時能直接觸發報警。該技術填補了可靠特征提取與實時狀態評估的技術空白，具備高可靠性、低成本、實時性等優勢，在電動汽車、大規模儲能、便攜式電子設備等領域有廣泛應用前景。
該研究得到國家自然科學基金等項目資助。
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