这是一个锂电池温度传感器。沃里克大学WMG

华威大学WMG的研究人员开发了一种新的直接、精确的锂离子电池内部温度和电极电势测试方法，发现电池的安全充电速度可以比当前建议的充电极限快五倍。这项新技术在电池正常运行期间原位工作，不会阻碍其性能，并且已在标准商用电池上进行了测试。这种新技术将推动电池材料科学、灵活的电池充电率、新电池材料/技术的热和电气工程的进步，并有可能帮助设计用于高性能应用的储能系统，如赛车和电网平衡。

如果电池过热，则有严重损坏的风险，尤其是对其电解质的损坏，甚至可能导致电解质分解形成易燃气体并导致显著压力升高的危险情况。阳极的过度充电会导致大量的锂电镀，从而形成金属枝晶，并最终刺穿隔膜，导致与阴极的内部短路和随后的灾难性故障。

为了避免这种情况，制造商根据他们认为要避免的关键温度和电势水平，规定电池的最大充电速率或强度。然而，到目前为止，在不显著影响电池性能的情况下，对电池进行内部温度测试（并获得每个电极电势的数据）已被证明是不可能或不切实际的。

制造商不得不依赖有限的外部仪器。这种方法显然无法提供精确的读数，这导致制造商对最大充电速度或强度设定了非常保守的限制，以确保电池不会损坏，或者在最坏的情况下发生灾难性故障。

然而，华威大学WMG的研究人员一直在开发一系列新的方法，可以对各种形式和目的地的锂离子电池进行直接、高精度的内部温度和“每电极”状态监测。这些方法可以在电池正常运行期间使用，而不会妨碍其性能，并且已经在商用汽车级电池上进行了测试。通过这种方法获得的数据比外部传感精确得多，WMG已经能够确定，目前市面上可用的锂电池的充电速度可以比目前建议的最大充电速度快至少五倍。

WMG的研究人员本月（2018年2月）在著名的《？《Electrochimica Acta》杂志在一篇题为“了解使用装有仪器的商业18650高能锂离子电池进行快速充电的极限”的论文中发表

领导这项研究的WMG研究员Tazdin Amietszajew博士说：

“这可能会给赛车等领域带来巨大的好处，这些领域将从突破性能极限中获得明显的好处，但也为消费者和储能供应商创造了巨大的机会。更快的充电总是以牺牲整体电池寿命为代价的，但许多消费者会欢迎在短时间内为车辆电池快速充电需要ney次，然后在其他时间切换到标准充电周期。在充电策略上具有这种灵活性，甚至可能/进一步帮助消费者从电力公司的经济激励中受益，这些公司试图使用连接到电网的车辆来平衡电网供应。”

“这项技术现在已经准备好应用于商用电池，但我们需要确保车辆上的电池管理系统和电动汽车的基础设施能够适应可变充电率，其中包括这些新的、更精确调整的配置文件/限制。”

WMG研究人员为这种新的直接原位电池传感开发的技术采用了微型参考电极和穿过定制应变保护层的光纤布拉格光栅（FBG）。氟化乙烯-丙烯（FEP）的外皮覆盖在纤维上，增加了对腐蚀性电解质的化学保护。其结果是，该设备可以与电池的所有关键部件直接接触，并承受电池运行过程中产生的电气、化学和机械应力，同时仍能实现精确的温度和电势读数。

WMG副教授Rohit Bhagat博士也是该论文的研究人员之一，他说：

“这种方法为我们提供了一种新颖的仪器设计，可用于商业18650 将细胞几何形状的不利和先前不可避免的改变降至最低的细胞。该设备包括一个现场参考