新的充电技术可以使商用锂离子电池充电速度增加5倍
沃里克大学WMG的研究人员开发了一种新的锂离子电池内部温度和电极电位的直接，精确测试，发现电池可以安全充电，速度比目前推荐的充电限制快五倍。
这项新技术在电池正常工作期间就地工作，不会妨碍其性能，并且已经在标准的市售电池上进行了测试。这种新技术将促进电池材料科学的进步，灵活的电池充电速率，新型电池材料/技术的热学和电气工程，并有助于为高性能应用设计储能系统，例如赛车和电网平衡。
如果电池过热，会对电解质造成严重损害，甚至可能导致电解质分解形成气体的危险情况比易燃和造成显着的压力增大。阳极的过度充电会导致太多的锂电镀，从而形成金属树枝状结构并最终刺穿隔膜，导致与阴极发生内部短路并随后发生灾难性故障。
为了避免这种情况，制造商根据他们认为的关键温度和潜在水平来规定电池的最大充电速率或强度。然而，直到现在，对电池进行内部温度测试（并且获得每个电极的电势数据）在没有显着影响电池性能的情况下证明是不可能的或不切实际的。
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，这导致制造商在最大充电速度或强度上分配非常保守的限制，以确保电池不被损坏或最坏情况下遭受灾难性故障。
然而，沃里克大学WMG的研究人员开发了一系列新方法，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工作期间使用，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。通过这些方法获得的数据比外部感测精确得多，WMG已经能够确定今天可用的市售锂电池的充电速度至少比目前推荐的最高充电速度快五倍。
Tazdin Amietszajew WMG研究员沃里克大学WMG研究员Tazdin Amietszajew博士指出：
“这可能给诸如赛车这样的领域带来巨大的收益，这将从推动性能极限中获得显而易见的好处，但它也为消费者和能源存储提供商创造了巨大的机会。更快的充电总是以牺牲整个电池为代价但许多消费者都希望能在短时间内快速充电，并在其他时间切换到标准充电时间。充电策略的灵活性可能甚至会进一步降低线路能够帮助消费者从金融中受益寻求利用连接到电网的车辆来平衡电网供应的电力公司的激励措施。“
“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以及电动车辆所投入的基础设施能够适应可变的充电率，这些费率将包括这些更精确调谐的新型型材/限制”
WMG研究人员为这种新型直接原位电池传感开发的技术采用了微型参比电极和光纤布拉格光栅（FBG）穿过定制应变保护层。将氟化乙烯丙烯（FEP）的外皮涂覆在纤维上，从腐蚀性电解质中添加化学保护。其结果是可以与电池的所有关键部件直接接触并且能够承受电池操作期间施加的电气，化学和机械应力的设备，同时仍然能够实现精确的温度和潜在读数。
WMG副教授Rohit Bhagat博士也是该论文的一位研究人员，他说：
“这种方法为我们提供了一种用于商业18650？电池的新型仪器设计，可最大限度地减少对电池几何形状造成的不利影响和以前无法避免的变化，该设备包括一个与光纤温度传感器耦合的原位参比电极。类似的技术也可以开发用于袋装细胞。“
“我们WMG的研究小组一直致力于解决这个问题的一系列技术方案，这只是我们发布的第一个，我们希望在明年内发表我们关于应对这一挑战的其他创新方法的工作。”
