王欣全：锂电池健康状态的在线监控与自愈修复技术-北极星储能网

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在储能技术发展过程中，锂金属正负极电池的实际应用会涉及到多元的电、力、热复杂几何结构的耦合作用。

——电子科技大学的特聘研究员王欣全

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，电子科技大学的特聘研究员王欣全博士带来题为“锂电池健康状态的在线监控与自愈修复技术”的分享。

在储能技术发展过程中，锂金属正负极电池的实际应用会涉及到多元的电、力、热复杂几何结构的耦合作用，在电芯、模组之间存在从材料到极片到电芯、到电池组再到使用环境的跨尺度行为。从化学体系的创新到工业界的应用落地，过程是十分漫长和困难的，从新技术、储能技术、到储能应用的落地，需要学术界和工业界深度融合的发展，真正形成我国能源创新领域的核心竞争力。

第一层面，从材料到电池、模组、系统，是一个复杂而且高度耦合的过程，这就导致了非线性衰减。在这个过程中，应尽量控制材料和电芯的异质性，但在真正运用过程中，非异质性很难避免。怎样通过数字孪生手段和实时传感器的数据和模型，尽量做到提前预警，这是在实际应用中最核心的问题。例如来自不同供应商的3.2Ah18650锂电池，电池从重量、能量、内阻上都有相同的规格，从常规上看不出来差别，但是稍微对电压、电量分析可以发现，这些电芯在硅含量上存在明显差异，甚至有的批次含有硅，有的批次不含有硅。对于电池管理来说，是通过电压来标定容量的，当SOC小于30%，硅的存在对电压和容量之间的对应关系是非常敏感的，这势必对整体电源管理、寿命预测造成很大的困扰。

第二层面，在各种传感器的研究中，电池内部在极片之间的集成一种内置传感器，与传统的传感器相比，它的响应速度快82%，测量精度高33%，可以实时监测不同电流下电池的温度状态。

他预测，在整体传感器领域里，未来会形成从有缘到无缘、从有线到无线的整体的发展趋势，比如不同类型的温度、硬力和气体的传感，并且结合数字孪生，最先在热方向进行预警。另外，无线传感的技术和智能电池智能管理将融合发展，并且借鉴医学科学通过开发自愈性来提高电池寿命和安全性。

第三层面，在正极侧，通过高分子连接器的作用，一种高电压的正极材料里面可抑制颗粒的划痕。比如在极片上出现一个11.584V颗粒划伤后，高分子的黏合剂可以将划痕降低至2.54。所以这些自愈修复的技术帮助未来与感应技术相结合，当前电池向智慧能源的方向发展，自愈修复、未来传感器检测配发、自愈组份向内配发等将会形成一个市场。

（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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