通过纤维监测固态电池的内部应力变化 布拉格格
Hui Pan1, Sixie Yang2, Haoshen Zhou1
1Center of Energy Storage Materials & Technology, College of Engineering and Applied Sciences, Jiangsu Key Laboratory of Artificial Functional Materials, National Laboratory of Solid State Microstructures and Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210093, P. R. China. pinghe@nju.edu.cn.
概括
纤维布拉格格 (FBG) 传感器在操作过程中有效地测量固态电极中的应力. FBG检测到电极的显著应力变化,揭示了传统负载电池错过的洞察力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 固态电池对于下一代能源存储至关重要.
- 了解电极应力对于电池性能和安全至关重要.
- 传统的应力测量方法在捕捉动态变化方面存在局限性.
研究的目的:
- 调查纤维布拉格格 (FBG) 传感器在固态电极的现场应力监测中的实用性.
- 量化不同类型固态电极的应力变化.
- 为了突出嵌入式FBG传感器相对于传统负载电池的优势.
主要方法:
- 在固态电极内实现FBG传感器用于实时应力测量.
- 测试两种电极类型:仅使用活性物质的微米Si和S复合物固态电极.
- 将FBG传感器数据与负载电池测量数据进行比较.
主要成果:
- 由于的体积变化,在微米Si电极中观察到相当大的63.9MPa的应力变化.
- FBG传感器检测到S复合电极的分阶段应力变化,这些变化无法通过负载电池测量.
- 该研究证实了嵌入式应力传感器对于全面分析的必要性.
结论:
- 纤维布拉格格子传感器是固态电极在现场应力监测的可行和有效工具.
- 嵌入式FBG传感器提供电极应力动态的关键数据,特别是复合材料.
- 这项技术增强了对机械降解的理解,并为更强大的固态电池的设计提供了信息.


