能源电池植入传感进展-北极星储能网

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通过多个尺度下的结构优化，实现电池综合性的最优，实现结构设计、制造和实验评价技术方面的创新。

——北京理工大学教授、博士生导师陈浩森

2023年10月31日至11月2日，SNEC第八届(2023)国际储能技术和装备及应用(上海)大会在上海举行。会上，北京理工大学教授、博士生导师陈浩森教授带来题为“能源电池植入传感进展”的分享。（杨乐代讲）

能源电池先进结构技术，主要是在设计技术、实验技术、制造技术，瞄准需求进行任务探索。在结构方面，材料上围绕梯度多孔设计部分，在单体上有创新、在刀片上提高单体结构分配的合理性、结构和材料体系之间的关系，通过多个尺度下的结构优化，实现电池综合性的最优，实现结构设计、制造和实验评价技术方面的创新。

在传感方面，电池外部有很多传感器，对安全预警、性能精准评估还有一定的难度，电池需要的内部信号和外部信号差异很大，因此急需发展内外传感结合的智能检测平台。电池发生热失控时想去制止它已经很难，电极材料的导热特性非常差，内部和外部的温度差异也很大，需要做内部的传感才能使电池准确预警等。

下面，他介绍了目前主要进展。该项目得到重点研发计划的资助，其逻辑思路是发展五种器械，如何在电池里测的准；如何把传感器埋到电池里，保证电池和传感本身的无损；再把信号无损传递出来；最后把数据用的好。这四项技术相关的技术创新和数字孪生模型的典型应用，期望集成到储能的应用体系里。

电池在分布过程中积累很多不可逆的应变，都会导致后续的性能或者安全性的突变。目前他们基于系统进行了一些应用，在电池内部和外部做了一系列模组尺度的实验，可以在电池之间、极片之间的压力、温度做实时采集。采集数据之后重要的是如何将数据用好，因此要做整个数字孪生模型，这里有真实的购销关系，基于真实的几何结构、真实内外传感的信号，构筑整个电池全生命周期高精度的数字孪生模型。

他提出，在真实结构建模的基础上基于准确的软件参数输入，就可以实现电池内部的模型和软件计算，可以从典型的建模开始进行实验。在热方面，可以计算电池里面温度演化，是对应圆桌电梯传统的极耳设计和特斯拉无极耳设计的，无极耳涉及可以把温度分布很均匀。

最后，他提出对未来的思考和展望，基于传感的系统，针对如何把系统用的更好提了几点建议：一是，可以基于传感系统在正常运行情况下解析内部温度气、应变气体和特性的关联，在正常循环时，监测整个宏观电压容量。二是，解析早期热失控时内部有哪些沉积或者电压的演化以及气压等。初步实验结果显示，异常状态下的热失控，气压变化和内部比较敏感信号产生的异常远早于外部的电压和温度等，基本可以做到提前四五百秒发现热失控的问题。三是，把真实的内外传感、真实的几何结构进行结合，实现精准的模型预测，明确阈值边界，服务优化设计，最终想把整个数字孪生智能管理体系进行优化。核心两个目标是基于传感数据和数字孪生模型，一个对电池实现增命、实现提高效率，另一个更早预警电池里面的热失控、安全异常，保证财产和人身安全。

（北极星储能网根据现场速记整理，未经嘉宾审核）

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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