用于电池性能与生命周期评估的无损表征技术
材料科学
2023-10-25 v1
摘要
随着全球能源需求攀升，且不可再生资源的使用变得难以为继，可再生能源与电动汽车需要远优于当前的电池来稳定新能源格局。为最大化电池性能与寿命，理解并监测在其整个生命周期中支配其运行的基本机制至关重要。遗憾的是，从电池封装之时到寿命终结，它们始终是黑箱，我们对商用电池健康状态的认知仅限于使用期间在电芯甚至模块层级上的电流（I）、电压（V）、温度（T）与阻抗（R）测量。电化学模型在电池全新时表现最佳，而随着状态推算发生漂移，导致过度依赖不充分的数据来设定保守安全裕度，从而造成电芯与电池的系统化欠利用。尽管原位表征领域并不新颖，但能够在真实条件下追踪商用电池特性的技术涌现，释放了大量化学、热与力学数据，有望革新新旧锂离子器件的开发与应用策略。本综述考察了无损原位表征技术的最新进展，包括电学传感器、光纤、声学换能器、基于 X 射线的成像与热成像（红外相机或量热法），及其在增进我们对退化机制的理解、降低时间与成本、提升电池全生命周期性能方面的潜力。
引用
@article{arxiv.2310.15396,
title = {Non-destructive characterization techniques for battery performance and lifecycle assessment},
author = {Charlotte Gervillie-Mouravieff and Wurigumula Bao and Daniel A Steingart and Ying Shirley-Meng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.15396},
year = {2023}
}