锂电池安全事故频发？这个高校有新方案！
自主研制了一种电池单体无损植入式智能传感系统，可长期、稳定且准确地测量、无线传输电池里面信号，实现早期故障诊断与预警，从而明显提升电池的安全性和长时间运行稳定性
据统计，2010至2024年间，全球共报告近万起锂离子电池安全事故，对新能源汽车、储能系统等领域发展构成重大挑战。传统外部传感技术难以实现电池里面风险信号的早期精准识别，植入式内部传感技术成为备受期待的研究热点，但欧美已经提出的植入方案，仍存在破坏电池密封结构、电磁屏蔽导致信号传输受限、长期稳定性不足以及工业化兼容性较差等技术瓶颈。
区别于欧美的技术体系与思路，北京理工大学先进结构技术研究院陈浩森教授团队历经十余年多学科交叉攻关，另辟蹊径，提出“中国方案”，具有如下四个技术特点：
：通过研制50微米薄膜耐化学/电化学腐蚀传感器，解决了植入传感器长寿命需求与电化学腐蚀环境相矛盾的问题；
：团队提出兼容工业制造流程的无损植入工艺，解决了传感器植入需求与电池全寿命周期稳定服役的问题；
：通过研制基于载波传输的微型通信芯片，解决了传感信号高效传输需求与电池单体外壳电磁屏蔽相矛盾的问题；
：基于长期监测电池里面传感信号构建数据驱动分析模型，可初步实现单体电池里面失效早期预警。
基于此方案，团队设计了一种小型化、低功耗的植入式传感系统，可以精确地感知和无线传输锂离子电池里面的温度和应变信号。该植入式传感系统在商用100 Ah方形磷酸铁锂电池中具有超低功耗（0.068‰）；集成该传感系统的方形电池在1000次循环中表现出高稳定性，容量保持率为93.74%。结合基于反向传播（BP）神经网络构建的预测模型和内部应变信号，实现了电极断裂位置的定位。基于植入温度传感系统和内短路触发技术，可以较早地识别出电池里面异常温度和应变信号，来提升锂离子电池的安全性。
记者了解到，未来团队将聚焦完善专用科学仪器，围绕内部植入传感“Lab-in-chip”思路，提供揭秘电池里面“黑箱”的无损科研工具；构建“数字孪生电池”，结合自主研制的电池多尺度仿真软件，解析“电池指纹”实现电池状态精准预测；制造“本质安全电池”，融合智能传感、计算软件与AI算法，实现电池“早预警、早处置”的本质安全。该成果将推动能源电池智能传感在储能电站、电动汽车的落地应用，加速能源电池的本质安全进程，为全球新能源发展和“双碳”目标贡献中国智慧。
