传感器阵列可以监控和优化电池性能

最近，Flawn的Hof硅酸盐研究所成功地使用了不同的传感器来监控电池的内部状态。在这些数据的帮助下，研究人员改进了电池管理系统，优化了充放电过程和电池模块中单个电池的负载，从而显著加快了充电速度，延长了电池的使用寿命。

频繁的充放电和老化过程会损害电池的性能，缩短电池的使用寿命。深入研究这一过程，对于提高电池性能、延长使用寿命具有重要意义。最近，Flawn Hof硅酸盐研究所的科学家与他们的合作伙伴一起，使用声学、机械和热传感器以及电化学阻抗光谱来监控和测量电池。其中，超声波传感器发出的脉冲可以穿过不同的电池层，产生电池单元的声谱图。如果充电时电池膨胀或电极有缺陷，会影响信号传输。压敏传感器可以记录一些组件在充电和放电过程中如何改变其体积。热传感器用于测量温度变化。电化学阻抗谱用于分析电极过程动力学、双电层和扩散。

所有传感器数据都传输到电池管理系统并进行评估。在这些数据的帮助下，通过将真实数据与电池数据模型进行比较，研究人员可以全面分析真实的电池状况，并在电池放电和充电时更优化地控制电流。一方面可以获得尽可能多的动力；另一方面，温和的工艺可以防止相关的功能层(阳极、阴极等。)免受过大的压力，可以减少20%左右的充电时间，延长电池寿命。

通过对电池的监控，并在运行过程中主动控制电流，可以将看似简单的储能变成智能电池，这对于拥有数百甚至数千块独立电池的电动车电池组来说是非常值得的。

此外，研究人员开发的多功能传感器阵列可以更好地了解电池中复杂的电化学过程，并相应地调整电池管理。使用过程中的机械应力和自然老化会在电池的敏感内部留下痕迹。尤其是石墨层开裂或电极枝晶现象。它们不仅会削弱性能，在极端情况下，还会导致电池短路，从而导致电池起火。未来，这项技术不仅将覆盖电池产品的全生命周期，还将应用于各种类型的电池，如锂离子电池、固态电池或锂硫电池。