作家：王秀武1( ]article_adlist-->), 朱立功1, 刘开赴2, 冯挽强2,3, 赵水平3, 刘浩男1, 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商酌院；3. 南昌济铃新能源科技有限累赘公司

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

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0435

本文亮点：1、在本商酌中，咱们潜入商酌了对于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限定；2、初度分析了光纤传感器在电板中经过长轮回历程中的抗腐蚀特色，并用光学显微镜和测试信号作念了表征分析；3、商酌发现对与NCM523软包电板，其电板里面局部热门位置是与老化气象干系的，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，极耳隔壁区域形成了局部热门，况且正极极耳隔壁温度高于其他区域。

摘 要锂离子电板是一种多物理场耦合的电化学储能装配，无损监测电板里面气象信息对于普及电板管束才气至关进军。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、表里温差较着。本文基于一体化功能极片的狡计理念，专揽S形布局样式的光纤传感器原位监测了NCM523软包电板的里面温度散布并商酌了电板老化前后的温度演变限定及热门区域的位置。通过电板轮回性能测试证据了光纤传感器在锂离子电板中的无损植入有用性，细则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，考证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、可杀青电板散布式原位测量等功能。通过分析温度数据，冷落专揽恒充军电阶段的温升速度看成电板管束的参量，况且证据电板几何中心区域和正极极耳隔壁区域的温度演变是监测和管束电板的要点。

要道词锂离子电板；一体化功能极片；原位温度监测；温度散布；温升速度

由于锂金属的复原电位较低(-3.04 V vs.门径氢电极)，且以石墨为负极的电板可杀青锂离子的相识脱/嵌锂轮回，锂离子能源电板在连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色制约，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适应性差及寿命安全性低的问题，并伴跟着热失控等风险。可是，现存的电板管束系统缺少对电板单体层级的有用管控，极端是对大容量/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互异，在握续的投军历程中加快衰减并影响整个模组的性能。欧洲《BATTERY 2030+》等商酌敷陈明确冷削发展“智能电板”的长久办法，旨在提高电板管束才气、可靠性和寿命。

锂离子电板在充放电历程中会产生焦耳热，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互异，而电板极片的方法与极耳的位置等皆会酿成电流散布不均和热量传递的互异，这导致锂离子电板里面温度散布不均匀、表里温差较着，并影响锂离子电板的电化学性能。锂离子电板外特色是里面多物理场耦合的共同作用，不当的温度管管待导致锂离子电板出现局部热门、内阻增大、电解液快速奢靡，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)追踪集流体的延长，对不同倍率条目下的圆柱电板进行非破裂性的里面温度测量，在大倍率放电条目下锂离子电板里面温度达70 ℃以上，同期电板里面存在较着的温度梯度。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等接收准等温测试期间分析锂离子电板发生内短路时电化学反应引起的产热行为，发现锂离子电板在过放电历程中有较着的产热加重行为。Yu等专揽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限定进行了商酌。Li等专揽FBG(fiber Bragg grating)光纤，通过S形走线狡计，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。但是，上述现实中使用的大型现实仪器不恰当在本色应用中监测电板里面温度，而外部温度测量不成准确响应电板里面温度并用于电板管束。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色进行了现实商酌，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较着增长，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火演化限定，并用于电板管束，是现时的商酌要点。

看成电板管束的进军参量，电板温度参数的演变特色，极端是里面温度的监测和应用，如故成为商酌锂离子电板的进军场合。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怜惜压信息并用于电板热失控早期预警。黄加强等通过将松散摆设的直径为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摈斥应变的耦合效应并测量电板里面温度，该期间可用于监测电板的里面气象信息。Lee等将袖珍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关联，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场合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，但是这培植入方式会毁伤极片的活性材料。实考诠释，不当的传感器植入会酿成电板里面的极片罕见、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下跌。

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狡计，自主狡计了一体化功能极片，以杀青三元锂离子电板里面温度散布测监测，并要点商酌软包电板正、负极耳隔壁区域及电板几何中心点的温度。基于上述问题和商酌内容，以三元锂离子电板(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，NCM523)为商酌对象，接收光频域反射期间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则电板里面沿光纤走线区域的温度演变特色，并对锂离子电板的电化学性能和老化前后的温度演变限定进行了潜入商酌和分析。结合一体化功能极片和光纤传感器在投军前后的微不雅描述进行了表征和测试完了分析，考证了一体化功能极片的耐腐蚀性和无损植入的成果，并填补了前期商酌责任中对NCM523软包电板的商酌内容的空白。

1 现实

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，袖珍光纤传感器植入在基体里面空腔中形告捷能基体。本现实接收增材制造工艺打印出带有特定凹槽的基体，其基体材料接收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，杀青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)]。本现实接收S形的光纤布局方法，光纤传感器从电板负极极耳相对应的底部干涉，从正极极耳相对应的底部引出，结合光纤的光频域反射(optical frequency domain reflectometry，OFDR)测试期间可原位测量锂离子电板里面的温度散布。通过接收超薄集流体的单面涂层石墨极片看成一体化功能极片的活性材料，与基怜惜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。本文中接收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。接收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邻接，用热封机将铝塑膜外壳与电芯及光纤进行密封，电板的狡计容量为1 Ah。拼装后的电芯在真空环境中以85 ℃的温度烘烤24 h，然后转变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搀杂形成电解液(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，且与基体保握松散战斗。

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竖立。(a) 一体化功能极片的结构表示图；(b) 植入光纤传感器的电板；(c) 电板的CT测试完了；(d) OFDR竖立测试旨趣；(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色测试

经过化成、二次封装和运行标定测试后，最初对锂离子电板进行原位温度测试，以获取电板在簇新气象的运行温度数据。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。两次温度测试均接收1C倍率的充放电工况，充电工步接收恒流-恒压充电模式(完了电流为0.02C，完了电压为4.2 V)，充电完成后甩掉30 min，然后进行恒充军电(完了电压为3.0 V)。在电板脱手轮回前，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，辞别在电板处于100%和0%荷电气象(state of charge，SOC)条目下进行测量，引发电压为5 mV，小倍率放电电流为C/25。整个的电化学测试均在室温条目下进行(25 ℃)。本责任中温度测试接收的竖立为昊衡科技(武汉)分娩的OSI竖立，该竖立基于光频域反射(optical frequency domain reflectometry，OFDR)期间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联系探伤期间，由激光器辐射出线性扫频光信号，光信号被耦合器分为两路，其中一齐光干涉测量光纤，在经过测量光纤后会按捺产生瑞利散射光并沿原路复返；另一齐光干涉参考光纤，在经过尾端反射镜后通盘复返，两路背向散射光经耦合器耦合后干涉光电探伤器中，两路光知足联系条目发生联系混频，由光电探伤器将光信号调度为电信号，并通过分析拍频信号频谱，不错平直取得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互异(见识为应变信号)可被准确监测和分析。测试时电板名义接收隔热棉毡进行包裹，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。

为了考证光纤传感器的测量相识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竖立(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方式对该部分光纤进行温度特色标定测试。同期，将热电偶插入在容器中，结合竖立的浮现温度进行温度考证测试。由于OFDR期间可杀青光纤无谓刻蚀光栅并杀青散布式测量温度的功能，因此从处于容器中的光纤部分随便考中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 ℃测试边界内与温度呈线性关系，其比例整个为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则本现实中测量精度为1 mm，干系信号数值由竖立自动输出）。

图2光纤传感器标定历程中的应变与温升的关系

1.3　电板拆解与极片表征

现实中的簇新/老化软包电板以C/20的小电充军电至3.0 V并转变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。对簇新电板和老化后电板的负极极片辞别进行微不雅描述表征和能谱分析测试，所用到的竖立为日当天立公司分娩的JEOL多功能电子显微镜。

2 现实完了与征询

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遵守现实完了如图3(a)所示，电板在轮回历程中容量呈线性衰减趋势，而库仑遵守保管在99.8%隔壁。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下跌至878 mAh，其容量保握率为83.38%[0.2C倍率条目下容量标定完了，图3(b)]。证据前期的商酌完了，一体化功能极片的植入不会酿成电板的性能毁伤，电板容量的斥责主淌若正、负极的轮回老化导致的。结合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迟缓增大，极端是SEI膜阻抗和传荷阻抗的圆弧半径跟着电板的轮回老化按捺增大，这标明电板容量的下跌主淌若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)筹划完了，在电板轮回的前400圈中，IC弧线的主峰跟着轮回出现较着下跌的趋势，这意味着锂离子电板中活性材料的耗损(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较着的左移)，并出现了更宽的电化学窗口，这标明电板的内阻按捺增大。电板的轮回老化测试将引起内阻增大，导致电板在充放电历程中产热速度增大，这部分商酌内容将在后文详确先容。

图3电板在轮回历程中的电化学性能：(a) 1C倍率条目下的轮回容量和库仑遵守；(b) 电板在不同轮回次数后的容量标定完了；荷电气象为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则IFE中的极片是否出现析锂、活性材料零散等情况。负极极片的光学相片如图5所示，由于接收了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过火一侧的负极极片。从图中不错看出，锂离子电板的负极责任区域全体呈现石墨原有的玄色，部分蓝色区域为未透彻脱锂的区域，全体上负极极片较为洁净，无析锂景象和活性材料零散。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，集流体上出现较为细微的S形踪影。更进一步，对IFE过火极片所对应的隔阂、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相战斗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特地溶胀，上述完了诠释本现实中选择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，专揽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，不错发现石墨颗粒边际较为明晰，颗粒名义障翳着较为均匀的SEI膜。结合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元素的存在主淌若电解液等有机物干涸后附着在石墨名义酿成的。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较着的颗粒碎裂，二次颗粒之间纰谬增大，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的狡计可有用惩办光纤植入导致的极片性能毁伤问题，况且本责任中电板容量的下跌是正、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组件过火对应的隔阂、正极极片拆解表征：(a) IFE过火对应的隔阂、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。但是现时的商酌缺少对植入电板的光纤在轮回后的描述和传理性能的考证和商酌。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检查和表征分析。如图7(a)所示，光纤由三层结构构成，最里面的纤芯认真光学信号的传递，其要素为高纯度二氧化硅；纤芯外层包覆着一层较薄的包层，其要素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防止，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，其材料选择聚酰亚胺，以保证光纤的机械强度和耐腐蚀性。图7(b)展示了簇新气象的光纤微不雅结构，光纤的名义玄虚明晰可见，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渺小的划痕，全体玄虚依然明晰，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历程中并未受到电解液的腐蚀，况且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软包的温度特色演变限定分析

本现实中一体化功能极片(IFE)的狡计杀青了及时、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管束的进军前提。基于光频域反射期间(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功绩态(beginning of life，BoL)和老化气象(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，信号网罗频率为1 Hz。同期，对电板在簇新气象和老化气象时进行1C倍率的充放电测试，并对测试历程中的温度演变和散布限定进行可视化展示。最初将S形光纤监测的温度散布滚动成直线方法，并将光纤干涉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，电板在充放电期间通过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。对于簇新电板，由于电板内阻较小，且电板处于恒充军电的时期较长，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，电板处于恒充军电的时期较短，但是放电阶段的温度快速升高，电板极片勾通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 ℃]，将放电完了霎时的电板里面沿S形光纤区域的温度散布进行了可视化展示并呈当今图8的右侧。上述情况证据在锂离子电板里面存在严重的温度散布不均匀特色，这主要与锂离子电板较低的热导率干系，在电板老化后需要极端肃穆锂离子电板极耳隔壁区域的温度演变特色。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，绘图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，对于簇新电板，锂离子电板的热门区域出当今电板的几何中心位置处，此处对于图8(a)中的C点区域。而此时电板几何边际的温度较着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 ℃。值得肃穆的是，在电板老化后，锂离子电板的极耳隔壁区域的极片的温度较着高于其他区域[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边际区域的温差接近12 ℃]，同期正极极耳隔壁的极片温度稍许高于负极极耳隔壁区域。上述数据再次诠释锂离子电板里面温度散布的不均匀性，况且初度以无损植入传感器的方式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较着的互异，这突显了原位监测锂离子电板里面温度散布的进军性。

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，光纤传感器皆浮现出精致的温度测量跟粗疏能，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)。对于簇新电板[图9(a)、(b)]，由于电板内阻较小，在充电历程中电板处于恒流条目下的时期较长，其温度在充电历程中迟缓上涨。同期，由于锂离子电板在充电历程中的可逆热属于吸热反应，在放电历程中属于放热反应，结合电板与外界的热量交换，是以电板在恒流充电历程中达到温度峰值后温度不再上涨，而在恒压充电历程中由于电流迟缓减小导致温度迟缓下跌。而在放电历程中，电板里面温度快速上涨，电板里面温度的峰值出当今放电完了的时刻。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期较着减少，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限定相比勤奋。而由于本责任接收的是恒流-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限定将会受到电板老化的影响从而导致在恒流阶段充电时期下跌和恒压阶段充电电流迟缓下跌的影响，这将难以和谐进行评估。同期，由于锂离子电板温度峰值老是出当今放电阶段完了时，而电板里面温度的峰值与电板内阻及放电时长干系，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商酌责任。由于光纤在基体中仅受温度波动的影响，通过筹划放电阶段的肇始应变和放电完了时的峰值应变，不错准确取得锂离子电板在恒充军电阶段的温升和温升速度。对于簇新电板，在放电阶段，其里面温升为28.2 ℃(放电时期为56.16 min)，对应温升速度为0.4965 ℃/min，而当电板接近寿命间隔的老化气象时，其恒充军电阶段温升为20.1 ℃(放电时期为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期较着减小，导致电板老化后的温升小于簇新气象的电板，这也与图8中的温度演变云图彼此考证。尽管电板的老化导致恒充军电时期斥责，但是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积贮和温度快速上涨。由于热量的传递和耗散，导致温度沿物体厚度方进取存在互异，且厚度越大其表里温差越较着，是以原位测量锂离子电板里面温度，极端是老化后的大容量锂离子电板正极极耳隔壁区域和电板几何中心区域处的温度演变限定及温升特色的监测相配进军。

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限定：(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色关联分析，此处使用弛豫时期散布(distribution of relaxation times，DRT)法来见识电板阻抗谱中的电板电化学信息。如图10所示，电板在簇新气象时，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期间的温升的进军参数。相应的，电板中的固态扩散阻抗Rd和Warburg阻抗Wo在电板充放电轮回历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，在恒充军电阶段，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筹划完了

3 论断

最初，本责任通过一体化功能极片的狡计，杀青了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锂离子电板杀青了400圈1C倍率的轮回测试，其标定容量衰减小于20%。其次，本责任专揽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，并对锂离子电板在簇新气象和老化气象的温度演变特色进行潜入的分析。通过对投军后的光纤进行光学不雅测，结合信号测试分析，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，证据锂离子电板里面的热门区域的位置与电板的老化气象干系。簇新气象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壁的区域温度较高，况且正极极耳隔壁温度高于负极。终末，通过对电板里面温度信息的挖掘，本责任证据锂离子电板在老化后的放电阶段其温升速度大幅提高，在恒充军电阶段电板温升速度再行鲜气象时的0.4965 ℃/min提高至老化气象时的0.7556 ℃/min，这突显了锂离子电板里面温度准确监测的进军价值。本责任为将来的BMS的改造和干系电板狡计/管束提供了新的想路，并填补了前期责任中对于NCM523电板商酌的空白。在后续责任中，应防御分析不同老化阶段电板里面的温度演变限定，并杀青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，博士商酌生，商酌场合为能源电板狡计和传感植入，E-mail：2010854@tongji.edu.cn；

通信作家：魏学哲，教会，商酌场合为复合电源系统数字化建模与管束，E-mail：weixzh@tongji.edu.cn。

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