用于商用鋰離子電池的傳感器技術發現它們的充電速度可以提高五倍

華威大學WMG的研究人員開發了一種新的直接，精確的鋰離子電池內部溫度及其電極電勢測試，發現鋰電池的安全充電速度可比當前建議的充電極限快五倍。這項新技術在電池正常運行期間可以原位運行，而不會影響其性能，并且已經在標準的市售電池上進行了測試。此類新技術將推動電池材料科學，靈活的電池充電率，新電池材料/技術的熱力和電氣工程領域的發展，并有潛力幫助設計用于高性能應用(例如賽車和電網平衡)的儲能系統。

如果電池過熱，則可能會嚴重損壞其電解質，甚至可能導致危險的情況，其中電解質會分解成氣體，而不是易燃，并會形成明顯的壓力。陽極的過度充電會導致大量的鋰電鍍，從而形成金屬樹枝狀晶體，并最終刺穿隔膜，導致與陰極的內部短路并隨后發生災難性故障。

為了避免這種情況，制造商根據他們認為是要避免的關鍵溫度和電勢水平，規定了電池的最大充電速率或強度。然而，到目前為止，在不顯著影響電池性能的情況下，證明電池內部溫度測試(以及獲取每個電極電位的數據)是不可能的或不切實際的。

制造商不得不依靠有限的外部儀器。這種方法顯然無法提供精確的讀數，這已導致制造商在最大充電速度或強度上分配非常保守的限制，以確保電池不會損壞或在最壞的情況下遭受災難性故障。

但是，華威大學WMG的研究人員正在開發一系列新方法，這些方法可以直接，高精度地內部溫度以及各種格式和目的地的鋰離子電池的“每電極”狀態監視。這些方法可以在電池正常運行期間使用，而不會影響其性能，并且已經在商用汽車級電池上進行了測試。通過這種方法獲得的數據比外部感測精確得多，并且WMG已經能夠確定，當今市售的鋰電池的充電速度至少比當前建議的最大充電速率快五倍。

WMG研究人員本月(2018年2月)在《電子化學學報》(Electrochimica Acta)上發表了他們的研究，其論文名為``了解使用儀器化的商用18650高能鋰離子電池進行快速充電的局限性''。