作家：王秀武1( ]article_adlist-->), 朱立功1, 刘动身2, 冯挽强2,3, 赵水平3, 刘浩男1开yun体育网, 戴海峰1, 魏学哲1( ]article_adlist-->)    

单元：1. 同济大学汽车学院；2. 南昌智能新能源汽车辩论院；3. 南昌济铃新能源科技有限职守公司

援用： 王秀武, 朱立功, 刘动身, 等. 锂离子电板里面温度无损监测与演变特质[J]. 储能科学与本事, 2024, 13(11): 4113-4123.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0435

本文亮点：1、在本辩论中，咱们真切辩论了对于NCM523软包电板中的S型光纤植入和几何中心点位置处的温度演变规章；2、初度分析了光纤传感器在电板中经过长轮回流程中的抗腐蚀特质，并用光学显微镜和测试信号作念了表征分析；3、辩论发现对与NCM523软包电板，其电板里面局部热门位置是与老化景况关系的，轮回初期电板热门区域为电板的几何中心点，而在电板轮回末期，极耳隔邻区域形成了局部热门，何况正极极耳隔邻温度高于其他区域。

摘 要锂离子电板是一种多物理场耦合的电化学储能装配，无损监测电板里面景况信息对于汲引电板管颖慧力至关首要。由于电芯的低热导率以及电板与外界环境的热量交换不充分，导致电板运行时里面温度散布不均、表里温差显然。本文基于一体化功能极片的贪图理念，诈欺S形布局神气的光纤传感器原位监测了NCM523软包电板的里面温度散布并辩论了电板老化前后的温度演变规章及热门区域的位置。通过电板轮回性能测试阐明了光纤传感器在锂离子电板中的无损植入灵验性，细目了原位温度监测的可靠性。同期，通过电板拆解表征和测试分析，展示了一体化功能极片在电板轮回老化后的表征完了，考据了一体化功能极片具有可解耦光纤信号、无损监测温度、耐腐蚀、可完满电板散布式原位测量等功能。通过分析温度数据，提议诈欺恒放逐电阶段的温升速度当作电板经管的参量，何况阐明电板几何中心区域和正极极耳隔邻区域的温度演变是监测和经管电板的重心。

关节词锂离子电板；一体化功能极片；原位温度监测；温度散布；温升速度

由于锂金属的规复电位较低(-3.04 V vs.要领氢电极)，且以石墨为负极的电板可完满锂离子的矫捷脱/嵌锂轮回，锂离子能源电板在比年来得到了爆发式发展。受到电板强非线性时变的物理化学特质制约，导致以锂离子电板为中枢的电源系统在复杂场景应用中出现环境安妥性差及寿命安全性低的问题，并伴跟着热失控等风险。关联词，现存的电板经管系统贫瘠对电板单体层级的灵验管控，终点是对大容量/高比能锂离子电板里面信息的准确监测。这导致电板模组内的电板单体容易出现个体相反，在捏续的入伍流程中加快衰减并影响通盘模组的性能。欧洲《BATTERY 2030+》等辩论讨教明确提议发展“智能电板”的永久观点，旨在提高电板管颖慧力、可靠性和寿命。

锂离子电板在充放电流程中会产生焦耳热，热量的累积导致电板里面温度升高。由于电板的名义散热速度与电板产热速度存在相反，而电板极片的体式与极耳的位置等皆会形成电流散布不均和热量传递的相反，这导致锂离子电板里面温度散布不均匀、表里温差显然，并影响锂离子电板的电化学性能。锂离子电板外特质是里面多物理场耦合的共同作用，失当的温度管同意导致锂离子电板出现局部热门、内阻增大、电解液快速滥用，并伴跟着电板性能快速衰减。Heenan等使用X射线衍射(X-ray diffraction，XRD)追踪集流体的扩张，对不同倍率条目下的圆柱电板进行非破损性的里面温度测量，在大倍率放电条目下锂离子电板里面温度达70 ℃以上，同期电板里面存在显然的温度梯度。Furat等使用扫描电镜(scanning electron microscopy，SEM)对不同温度条目下轮回后的NCM523正极颗粒进行表征，诠释颗粒孔隙率随轮回温度的升高而增多，量化了责任温度对于电板正极颗粒开裂的影响。Sturm等采纳准等温测试本事分析锂离子电板发生内短路时电化学反应引起的产热活动，发现锂离子电板在过放电流程中有显然的产热加重活动。Yu等诈欺基于瑞利散射的散布式光纤传感器(distributed fiber optic sensor，DFOS)，对大容量软包电板的外部温度散布和演变规章进行了辩论。Li等诈欺FBG(fiber Bragg grating)光纤，通过S形走线贪图，将光纤贴合在碳纤维板凹槽中并放置在两个电板中间，获取了电板名义的局部位置的温度并进行热失控测试。然则，上述践诺中使用的大型践诺仪器不合适在本色应用中监测电板里面温度，而外部温度测量不可准确反馈电板里面温度并用于电板经管。在本文作家之前的责任中，通过光纤传感器对1 Ah容量的磷酸铁锂软包电板在老化前后的产热特质进行了践诺辩论，老化引起的电板内阻增大导致放电阶段电板里面的产热速度和温度峰值显然增长，电板的峰值温升可达21 ℃。因此，准确监测电板里面温度散布过甚演化规章，并用于电板经管，是面前的辩论重心。

当作电板经管的首要参量，电板温度参数的演变特质，终点是里面温度的监测和应用，照旧成为辩论锂离子电板的首要隘方。王青松等通过在18650电板里面植入光纤传感器，监测了圆柱电板里面的温度蔼然压信息并用于电板热失控早期预警。黄加强等通过将松散胪列的直径为150 μm的单模光纤光栅传感器插入到18650电板的卷芯中间的空腔中来抹杀应变的耦合效应并测量电板里面温度，该本事可用于监测电板的里面景况信息。Lee等将小型薄膜电阻温度检测器(resistance temperature detector，RTD)集成在锂离子软包电板里面并用于原位温度监测，上述决策只可在电芯名义使用并测量个别位置的信息，且RTD传感器的电阻与电板内的温度以及极片的应变忖度，因此这种耦合效应可能会影响测量的准确性。Yu等通过在电板极片中间植入两根竖直地方的光纤用于信号解耦，原位测量了软包电板里面的温度散布，然则这栽种入格局会毁伤极片的活性材料。实考据明，失当的传感器植入会形成电板里面的极片超越、析锂、传感器腐蚀等不良影响，这会导致电板的性能衰减和安全性能着落。

本文在课题组前边责任的基础上，通过将耐腐蚀、高测量精度的S形走线的光纤传感器与集流体交融贪图，自主贪图了一体化功能极片，以完满三元锂离子电板里面温度散布测监测，并重心辩论软包电板正、负极耳隔邻区域及电板几何中心点的温度。基于上述问题和辩论内容，以三元锂离子电板(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，NCM523)为辩论对象，采纳光频域反射本事测量锂离子电板里面温度散布，通过测量植入光纤的反射信号细目电板里面沿光纤走线区域的温度演变特质，并对锂离子电板的电化学性能和老化前后的温度演变规章进行了真切辩论和分析。聚集一体化功能极片和光纤传感器在入伍前后的微不雅描述进行了表征和测试完了分析，考据了一体化功能极片的耐腐蚀性和无损植入的后果，并填补了前期辩论责任中对NCM523软包电板的辩论内容的空白。

1 践诺

1.1　一体化功能极片与软包电板的制备

一体化功能极片主要由两片单面涂层的极片和中间的功能基体构成，小型光纤传感器植入在基体里面空腔中形告捷能基体。本践诺采纳增材制造工艺打印出带有特定凹槽的基体，其基体材料采纳聚乳酸材料通过喷丝固化工艺制备，通过将光纤固定在基体的凹槽内，完满锂离子电板里面光纤测量的温度与应变的信号解耦[图1(a)]。本践诺采纳S形的光纤布局体式，光纤传感器从电板负极极耳相对应的底部参加，从正极极耳相对应的底部引出，聚集光纤的光频域反射(optical frequency domain reflectometry，OFDR)测试本事可原位测量锂离子电板里面的温度散布。通过采纳超薄集流体的单面涂层石墨极片当作一体化功能极片的活性材料，与基温煦合形成一体化功能极片并参与软包电板拼装[图1(b)]和电化学测试。本文中采纳叠片工艺制备锂离子软包电板，该电板的正极活性物资为三元镍钴锰酸锂NCM523，负极活性物资为石墨(极片为深圳科晶公司制备)。在制作软包电板时，最初通过模切机将正、负极极片冲裁至固定尺寸，然后与一体化功能极片、陶瓷隔阂进行Z字形组合叠片以制备电芯。采纳一体化功能极片的电芯由15片负极(包含一派功能极片)、14片正极构成，叠片制备后的电芯用超声波点焊机将电芯与极耳贯穿，用热封机将铝塑膜外壳与电芯及光纤进行密封，电板的贪图容量为1 Ah。拼装后的电芯在真空环境中以85 ℃的温度烘烤24 h，然后编削得手套箱中进行注液(注液量为5 g)，电解液有机物组分为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)，按照1∶1∶1的体积比例与LiPF6搀和形成电解液(LiPF6的浓度为1 mol/L)。为了检测一体化功能极片在电板中的位置和光纤植入情况，通过CT(X-ray computed tomography)对电板进行了测试和分析[图1(c)]，完了标明光纤在电板里面描述完满，且与基体保捏松散构兵。

图1使用一体化功能极片的软包电板的温度监测旨趣及使用建立。(a) 一体化功能极片的结构默示图；(b) 植入光纤传感器的电板；(c) 电板的CT测试完了；(d) OFDR建立测试旨趣；(e) 电板原位温度测试装配

1.2　电板的电化学性能和温度特质测试

经过化成、二次封装和运转标定测试后，最初对锂离子电板进行原位温度测试，以获取电板在极新景况的运转温度数据。然后，对电板施加1C倍率(1C=1053 mA)的充放电轮回，在400圈轮回后，再次对该电板进行原位温度监测。两次温度测试均采纳1C倍率的充放电工况，充电工步采纳恒流-恒压充电模式(限制电流为0.02C，限制电压为4.2 V)，充电完成后舍弃30 min，然后进行恒放逐电(限制电压为3.0 V)。在电板动手轮回前，最初对电板进行电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy，EIS)测试和小倍率放电容量标定测试，其中EIS测试频率为100 kHz～5 mHz，分辩在电板处于100%和0%荷电景况(state of charge，SOC)条目下进行测量，激发电压为5 mV，小倍率放电电流为C/25。通盘的电化学测试均在室温条目下进行(25 ℃)。本责任中温度测试采纳的建立为昊衡科技(武汉)分娩的OSI建立，该建立基于光频域反射(optical frequency domain reflectometry，OFDR)本事进行光纤定位和信号解耦，其测试旨趣如图1(d)所示。光频域反射仪是基于光连气儿调频波的相关探伤本事，由激光器辐照出线性扫频光信号，光信号被耦合器分为两路，其中一齐光参加测量光纤，在经过测量光纤后会不休产生瑞利散射光并沿原路复返；另一齐光参加参考光纤，在经过尾端反射镜后全部复返，两路背向散射光经耦合器耦合后参加光电探伤器中，两路光知足相关条目发生相关混频，由光电探伤器将光信号诊治为电信号，并通过分析拍频信号频谱，不错平直获取光信号在光纤中位置及强度信息，从而得到OFDR距离域和反射率弧线，这么不同位置处由温度波动引起的光信号相反(通晓为应变信号)可被准确监测和分析。测试时电板名义采纳隔热棉毡进行包裹，以幸免电板的温度通过热传导和热辐射过快地向空气中耗散。

为了考据光纤传感器的测量矫捷性以及光纤传感器的应变信号与温度的关系，将光纤传感器的部分区域置于加热建立(康斯特卧式高温炉)里面的容器中，在容器腔体中倒入硅油并通过加热硅油的格局对该部分光纤进行温度特质标定测试。同期，将热电偶插入在容器中，聚集建立的清晰温度进行温度考据测试。由于OFDR本事可完满光纤无用刻蚀光栅并完满散布式测量温度的功能，因此从处于容器中的光纤部分自便录取3个点，通过分析其光纤应变信号的值与温升的关系，从而分析光纤传感器测量温度的性能。如图2所示，光纤的应变信号在20～70 ℃测试范围内与温度呈线性关系，其比例所有为9.98 με/℃(με为测量单元的微应变，测量单元的长度由测量精度细目本践诺中测量精度为1 mm，关系信号数值由建立自动输出）。

图2光纤传感器标定流程中的应变与温升的关系

1.3　电板拆解与极片表征

践诺中的极新/老化软包电板以C/20的小电放逐电至3.0 V并编削到充满氩气的手套箱中(德国布劳恩公司分娩的MB-200B-MOD，水、氧含量均小于0.1 μL/L)进行拆解，拆解后的极片用碳酸二甲酯(DMC)浸泡清洗两次，然后干燥后进行表征测试。对极新电板和老化后电板的负极极片分辩进行微不雅描述表征和能谱分析测试，所用到的建立为日当天立公司分娩的JEOL多功能电子显微镜。

2 践诺完了与盘问

2.1　NCM523软包电板在传感器无损植入后的电化学测试

植入一体化功能极片(IFE)的锂离子软包电板在室温条目下(25 ℃)以1C倍率进行长轮回时的放电容量和库仑服从践诺完了如图3(a)所示，电板在轮回流程中容量呈线性衰减趋势，而库仑服从看护在99.8%隔邻。经过400次1C倍率充放电轮回测试，植入IFE的NCM523锂离子电板的容量从1053 mAh着落至878 mAh，其容量保捏率为83.38%[0.2C倍率条目下容量标定完了，图3(b)]。证据前期的辩论完了，一体化功能极片的植入不会形成电板的性能毁伤，电板容量的责难主若是正、负极的轮回老化导致的。聚集电化学阻抗谱测试完了[图3(c)、(d)]，锂离子电板的阻抗跟着轮回的进行冉冉增大，终点是SEI膜阻抗和传荷阻抗的圆弧半径跟着电板的轮回老化不休增大，这标明电板容量的着落主若是轮回老化导致电板内阻增大所引起的。图4展示了在不同轮回次数后锂离子电板的增量容量弧线(incremental capacity，IC)规画完了，在电板轮回的前400圈中，IC弧线的主峰跟着轮回出现显然着落的趋势，这意味着锂离子电板中活性材料的耗费(loss of active material，LAM)。同期，主峰的位置跟着轮回的演变向左出动(第400圈轮回后电板的IC弧线主峰出现了愈加显然的左移)，并出现了更宽的电化学窗口，这标明电板的内阻不休增大。电板的轮回老化测试将引起内阻增大，导致电板在充放电流程中产热速度增大，这部分辩论内容将在后文翔实先容。

图3电板在轮回流程中的电化学性能：(a) 1C倍率条目下的轮回容量和库仑服从；(b) 电板在不同轮回次数后的容量标定完了；荷电景况为0%SOC (c) 和100%SOC (d) 的EIS测试完了

图4植入IFE的软包电板的放电阶段增量容量弧线

2.2　老化后电板正、负极表征

对轮回老化后电板的极片进行拆解，通过宏不雅描述的不雅察来细目IFE中的极片是否出现析锂、活性材料阑珊等情况。负极极片的光学相片如图5所示，由于采纳了IFE植入在电板中心位置，电板具有对称性，此处仅展示电板中IFE过甚一侧的负极极片。从图中不错看出，锂离子电板的负极责任区域举座呈现石墨原有的玄色，部分蓝色区域为未透顶脱锂的区域，举座上负极极片较为洁净，无析锂景色和活性材料阑珊。同期，IFE中的一侧极片的后面也被展示，由于基体凹槽的作用，集流体上出现较为微弱的S形萍踪。更进一步，对IFE过甚极片所对应的隔阂、正极极片均进行拆解分析。如图6(a)所示，对轮回老化后的一体化功能极片进行拆解，并对与IFE相构兵的隔阂进行宏不雅表征分析。隔阂名义整洁，无褶皱和异物千里积，IFE中的基体完整，用于光纤解耦的基体莫得发生变形和极端溶胀，上述完了诠释本践诺中采纳的基体材料适用于锂离子电板里面的腐蚀性电化学环境。同期，诈欺SEM(scanning electron microscopy)对老化后的负极、正极进行了表征，其完了如图6(b)、(c)所示。通过分析负极石墨颗粒的微不雅描述，不错发现石墨颗粒旯旮较为明晰，颗粒名义袒护着较为均匀的SEI膜。聚集EDS(energy dispersive spectrometer)表征完了，发现石墨名义无过渡金属元素析出，O和F元素的存在主若是电解液等有机物干涸后附着在石墨名义形成的。通过图6(c)不错发现，软包电板轮回老化的正极颗粒发生较为显然的颗粒离散，二次颗粒之间破绽增大，这会导致电板内阻增大并引起容量衰减。上述测试完了诠释IFE的贪图可灵验贬责光纤植入导致的极片性能毁伤问题，何况本责任中电板容量的着落是正、负极极片轮回老化从而电板内阻增大所引起的。

图5软包电板的负极极片拆解相片和IFE的单侧极片后面相片

图6IFE组件过甚对应的隔阂、正极极片拆解表征：(a) IFE过甚对应的隔阂、基体; (b) IFE中的负极的SEM图和EDS图谱; (c) 与IFE对应的正极极片的SEM图和EDS图谱

光纤传感器是由聚酰亚胺涂敷在二氧化硅纤芯名义所形成的，其材料具有本征耐腐蚀性。然则面前的辩论贫瘠对植入电板的光纤在轮回后的描述和传理性能的考据和辩论。因此，分析了光纤传感器的微不雅结构，并对植入在电板里面的光纤在电板轮回测试前和轮回老化后的微不雅描述进行了光学查验和表征分析。如图7(a)所示，光纤由三层结构构成，最里面的纤芯肃穆光学信号的传递，其身分为高纯度二氧化硅；纤芯外层包覆着一层较薄的包层，其身分是含有极少许掺杂剂的高纯度二氧化硅，包层为光的传输提供反射面和光信号顽固，并起到一定的机械保护作用；在光纤的最外层涂敷了一层较厚的涂覆层，其材料采纳聚酰亚胺，以保证光纤的机械强度和耐腐蚀性。图7(b)展示了极新景况的光纤微不雅结构，光纤的名义概括明晰可见，透过涂覆层可见光纤里面的纤芯和包层。而在图7(c)中，光纤名义的涂覆层有好多微细的划痕，举座概括依然明晰，纤芯在光纤里面结构完整。因此，通过对比分析，发现光纤在电板中参与温度监测的流程中并未受到电解液的腐蚀，何况里面纤芯未受任何毁伤，这为光纤测量电板里面温度的准确性提供了保险。

图7光纤结构及老化前后的微不雅结构光学图片

2.3　NCM523软包的温度特质演变规章分析

本践诺中一体化功能极片(IFE)的贪图完满了及时、无损的散布式原位测量电板里面温度信息，这是通过温度演变数据促进电板经管的首要前提。基于光频域反射本事(OFDR)，使用武汉昊衡科技的光纤解调仪监测了锂离子电板在运转景况(beginning of life，BoL)和老化景况(end of life，EoL)的里面温度演变和沿S形光纤区域的温度二维散布，其测量空间分辨率高达1.6 mm，信号会聚频率为1 Hz。同期，对电板在极新景况和老化景况时进行1C倍率的充放电测试，并对测试流程中的温度演变和散布规章进行可视化展示。最初将S形光纤监测的温度散布编削成直线体式，并将光纤参加电板的区域定名为点A，光纤从电板底部引出的地方定名为点E，电板在充放电时间通过S形光纤监测到的一个轮回周期内的温度演变云图展示在图8的左侧。对于极新电板，由于电板内阻较小，且电板处于恒放逐电的时候较长，是以电板的温升较高[图8(a)，电板几何中心热门区域峰值温度可达51 ℃]。而电板老化后的内阻较大，电板处于恒放逐电的时候较短，然则放电阶段的温度快速升高，电板极片围聚正极的区域和几何中心点处出现局部热门[图8(b)，热门区域峰值温度接近41 ℃]，将放电完了瞬息的电板里面沿S形光纤区域的温度散布进行了可视化展示并呈目下图8的右侧。上述情况阐明在锂离子电板里面存在严重的温度散布不均匀特质，这主要与锂离子电板较低的热导率关系，在电板老化后需要终点贯注锂离子电板极耳隔邻区域的温度演变特质。为了更直不雅地分析锂离子电板里面S形光纤走线区域的温度，绘画了在锂离子电板在峰值温度时里面沿光纤走线区域的温度散布。如图8(a)所示，对于极新电板，锂离子电板的热门区域出目下电板的几何中心位置处，此处对于图8(a)中的C点区域。而此时电板几何旯旮的温度显然低于电板的几何中心处，其温度值与电板几何中心处的温差高达20 ℃。值得贯注的是，在电板老化后，锂离子电板的极耳隔邻区域的极片的温度显然高于其他区域[对应图8(b)中的B和D点区域，温度达到峰值时与电板几何旯旮区域的温差接近12 ℃]，同期正极极耳隔邻的极片温度稍许高于负极极耳隔邻区域。上述数据再次诠释锂离子电板里面温度散布的不均匀性，何况初度以无损植入传感器的格局原位展现了锂离子电板的热门区域在电板不同的老化阶段具有显然的相反，这突显了原位监测锂离子电板里面温度散布的首要性。

图8锂离子电板在1C倍率下里面温度在峰值时的锂离子电板温度散布

如图9所示，对于老化前、后的锂离子电板，光纤传感器皆清晰出淡雅的温度测量随从性能，当对电板施加充/放电电流时，电板中的光纤应变立即产生响应(解耦处理后的光纤中应力响应值与温度变化为线性关系)。对于极新电板[图9(a)、(b)]，由于电板内阻较小，在充电流程中电板处于恒流条目下的时候较长，其温度在充电流程中冉冉飞腾。同期，由于锂离子电板在充电流程中的可逆热属于吸热反应，在放电流程中属于放热反应，聚集电板与外界的热量交换，是以电板在恒流充电流程中达到温度峰值后温度不再飞腾，而在恒压充电流程中由于电流冉冉减小导致温度冉冉着落。而在放电流程中，电板里面温度快速飞腾，电板里面温度的峰值出目下放电完了的时刻。而电板老化后的内阻较大，由于极化电压的影响电板在恒流阶段的充电时候显然减少，这导致了锂离子电板在充电阶段的温升较低，如图9(c)、(d)所示。因此，对于锂离子电板来说，分析充电阶段的温度演变规章相比困难。而由于本责任采纳的是恒流-恒压(constant current-constant voltage，CC-CV)充电工步，恒流(constant current，CC)的放电工步，分析充电阶段的锂离子电板里面温度演变规章将会受到电板老化的影响从而导致在恒流阶段充电时候着落和恒压阶段充电电流冉冉着落的影响，这将难以长入进行评估。同期，由于锂离子电板温度峰值老是出目下放电阶段完了时，而电板里面温度的峰值与电板内阻及放电时长关系，因此分析放电阶段锂离子电板的峰值温度和温升速度更适用于本辩论责任。由于光纤在基体中仅受温度波动的影响，通过规画放电阶段的肇端应变和放电完了时的峰值应变，不错准确获取锂离子电板在恒放逐电阶段的温升和温升速度。对于极新电板，在放电阶段，其里面温升为28.2 ℃(放电时候为56.16 min)，对应温升速度为0.4965 ℃/min，而当电板接近寿命圮绝的老化景况时，其恒放逐电阶段温升为20.1 ℃(放电时候为26.47 min)，对应温升速度高达0.7556 ℃/min。由于放电阶段老化电板的放电时候显然减小，导致电板老化后的温升小于极新景况的电板，这也与图8中的温度演变云图彼此考据。尽管电板的老化导致恒放逐电时候镌汰，然则电板老化所引起的内阻增大加重了焦耳热等不可逆热的产生，并导致放电阶段电板的热量蕴蓄和温度快速飞腾。由于热量的传递和耗散，导致温度沿物体厚度方进取存在相反，且厚度越大其表里温差越显然，是以原位测量锂离子电板里面温度，终点是老化后的大容量锂离子电板正极极耳隔邻区域和电板几何中心区域处的温度演变规章及温升特质的监测极端首要。

图9IFE中温度热门区域在1C倍率条目下完整充放电轮回时里面应变演变规章：(a) 电板老化前的电流弧线；(b) 电板老化前的光纤应变弧线；(c) 电板老化后的电流弧线；(d) 电板老化后的光纤应变弧线

由于电板的阻抗弧线中高频部分圆弧半径较大，为了将电板的电化学特征与温度特质关联分析，此处使用弛豫时候散布(distribution of relaxation times，DRT)法来通晓电板阻抗谱中的电板电化学信息。如图10所示，电板在极新景况时，其SEI膜阻抗(RSEI)较小和传荷阻抗(Rct)均小于老化后的电板相对应的测量参数，而这两个参数是影响电板在责任时间的温升的首要参数。相应的，电板中的固态扩散阻抗Rd和Warburg阻抗Wo在电板充放电轮回流程中并不主导电板的产热。因此，电板老化导致的RSEI和Rct的增大，在恒放逐电阶段，老化后的电板导致产热速度的加重，从而引起电板里面温度快速升高及局部热门的出现。

图10电板在老化前后的阻抗图谱的DRT规画完了

3 论断

最初，本责任通过一体化功能极片的贪图，完满了S形光纤传感器在软包电板中的无损植入并可原位散布式测量电板里面温度，制备的NCM523锂离子电板完满了400圈1C倍率的轮回测试，其标定容量衰减小于20%。其次，本责任诈欺光纤传感器告捷监测了NCM523锂离子电板里面的沿S形光纤走线区域的温度演变和二维散布，并对锂离子电板在极新景况和老化景况的温度演变特质进行真切的分析。通过对入伍后的光纤进行光学不雅测，聚集信号测试分析，可视化地展示了光纤传感器的耐腐蚀性。通过分析温度测试完了，阐明锂离子电板里面的热门区域的位置与电板的老化景况关系。极新景况下的电板在放电末期其几何中心点处温度最高，而电板老化后其极耳隔邻的区域温度较高，何况正极极耳隔邻温度高于负极。终末，通过对电板里面温度信息的挖掘，本责任阐明锂离子电板在老化后的放电阶段其温升速度大幅提高，在恒放逐电阶段电板温升速度从头鲜景况时的0.4965 ℃/min提高至老化景况时的0.7556 ℃/min，这突显了锂离子电板里面温度准确监测的首要价值。本责任为已往的BMS的雠校和关系电板贪图/经管提供了新的想路，并填补了前期责任中对于NCM523电板辩论的空白。在后续责任中，应真贵分析不同老化阶段电板里面的温度演变规章，并完满在电板模组中对单体电板进行原位温度监测。

第一作家：王秀武（1996—），男，博士辩论生，辩论地方为能源电板贪图和传感植入，E-mail：2010854@tongji.edu.cn；

通信作家：魏学哲，诠释，辩论地方为复合电源系统数字化建模与经管，E-mail：weixzh@tongji.edu.cn。

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