用于商用锂离子电池的传感器技术发现它们的充电速度可以提高五倍

华威大学WMG的研究人员开发了一种新的直接，精确的锂离子电池内部温度及其电极电势测试，发现锂电池的安全充电速度可比当前建议的充电极限快五倍。这项新技术在电池正常运行期间可以原位运行，而不会影响其性能，并且已经在标准的市售电池上进行了测试。此类新技术将推动电池材料科学，灵活的电池充电率，新电池材料/技术的热力和电气工程领域的发展，并有潜力帮助设计用于高性能应用(例如赛车和电网平衡)的储能系统。

如果电池过热，则可能会严重损坏其电解质，甚至可能导致危险的情况，其中电解质会分解成气体，而不是易燃，并会形成明显的压力。阳极的过度充电会导致大量的锂电镀，从而形成金属树枝状晶体，并最终刺穿隔膜，导致与阴极的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是要避免的关键温度和电势水平，规定了电池的最大充电速率或强度。然而，到目前为止，在不显着影响电池性能的情况下，证明电池内部温度测试(以及获取每个电极电位的数据)是不可能的或不切实际的。

制造商不得不依靠有限的外部仪器。这种方法显然无法提供精确的读数，这已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，以确保电池不会损坏或在最坏的情况下遭受灾难性故障。

但是，华威大学WMG的研究人员正在开发一系列新方法，这些方法可以直接，高精度地内部温度以及各种格式和目的地的锂离子电池的“每电极”状态监视。这些方法可以在电池正常运行期间使用，而不会影响其性能，并且已经在商用汽车级电池上进行了测试。通过这种方法获得的数据比外部感测精确得多，并且WMG已经能够确定，当今市售的锂电池的充电速度至少比当前建议的最大充电速率快五倍。

WMG研究人员本月(2018年2月)在《电子化学学报》(Electrochimica Acta)上发表了他们的研究，其论文名为``了解使用仪器化的商用18650高能锂离子电池进行快速充电的局限性''。