几十年来,工程师一直对内燃机的气缸内部发生的情况进行理论分析。我们中的许多人都是在清晰的塑料模型下长大的,这些模型显示活塞上下旋转,齿轮旋转,压缩冲程顶部的小灯泡模仿火花塞的作用。但是直到最近,在引擎运转的时候才可能真正看到引擎内部。同样的问题也会影响正在开发锂离子电池的人。
信用:华威大学
我们知道锂离子电池在充电时会过热。这样做时,锂树枝状晶体会刺穿电池外壳,导致释放出有毒气体,并增加着火或爆炸的危险。为了避免这种情况的发生,电池制造商和电动汽车公司限制了其电池的充电速度,但是这些限制是基于理论计算得出的,可能与呼叫可以安全承受的充电速度相关,也可能不相关。
英国华威大学的研究人员说,他们已经开发出一种可以直接插入锂离子电池的装置,该装置可以提供有关内部温度的即时信息。首席研究员Tazdin Amietszajew博士说:“这可能会给赛车等领域带来巨大好处,因为它们能够突破性能极限而获得明显的好处,但同时也为消费者和储能提供商创造了巨大的机会。”
“快速充电一向以牺牲整个电池寿命为代价,但是许多消费者欢迎在需要短途旅行时间的情况下快速为汽车电池充电,然后在其他时间切换到标准充电时间的能力。在充电策略中具有这种灵活性可能……可以帮助消费者从电力公司寻求通过使用连接到电网的车辆平衡电网供电的财务激励中受益。
“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用于电动汽车的基础设施能够适应可变的充电率,其中包括对这些新的电池进行了精确调整的个人资料/限制。”
根据《科学日报》的报道,
“研究人员为这种新的直接原位电池传感技术开发的技术采用微型参考电极和穿过定制应变保护层的光纤布拉格光栅(FBG)。将氟化乙烯丙烯(FEP)的外皮涂在纤维上,增加了对腐蚀性电解质的化学保护。结果是该设备可以与电池的所有关键部件直接接触,并且可以承受电池运行过程中产生的电,化学和机械应力,同时仍然能够实现精确的温度和电势读数。”
在对市售的18650锂离子电池进行测试期间,研究人员确定这些电池可以安全充电,速度比以前认为的快五倍,而且不会损坏。这项技术可以在正常的电池运行期间使用,而不会影响电池的性能。
Rohit Bhagat副教授说,
“这种方法为我们提供了一种新颖的仪器设计,可用于商用18650电池,可最大程度地减少对电池几何形状的不利和以前不可避免的改变。该设备包括与光纤温度传感器耦合的原位参考电极。我们相信,也可以开发出类似的技术用于袋式细胞。我们的研究小组…一直在致力于解决此问题的多种技术解决方案,而这只是我们第一个公开发表。我们希望在明年发布关于应对这一挑战的其他创新方法的工作。”
该研究是AMPLIFII的一部分,AMPLIFII是一项由英国创新局和英国低排放车辆政府办公室支持的合作研究项目。完整的报告可在线获得,对于我们中可能希望更深入地研究这项研究的工程师而言,该报告并未隐藏在酬劳背后。有趣的是,美洲虎是这项研究的发起人之一。Jaguar致力于Formula E赛车,因此这项研究的结果可能会在将来直接影响其赛车计划。