Titan公司开发超声波预警系统 以检测锂离子电池中的危险情况

2021-08-04 10:35:23

盖世汽车讯 据外媒报道,泰坦先进能源解决方案公司(Titan Advanced Energy Solutions)专注于利用超声波技术,帮助电池运行得更好、更安全、更长时间。最近,该公司从美国能源部获得近110万美元资金,用于开发预警系统,以检测锂离子电池中的危险情况。这笔资金将用于构建可投入生产的系统。

(图片来源:Titan公司)

对于可再生能源和电动汽车储能来说,锂离子电池至关重要,但其安全性令人担忧。最近发生了多起火灾和爆炸事件,美国国家公路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration)已向某些型号电动汽车的车主发布指导意见,要求他们在充电后将汽车停在室外或家外,以免发生火灾。

现有电池管理系统,在发生火灾或其他危险前的几分钟或几秒钟,才会发出警报,往往来不及阻止危险发生。泰坦公司的预警系统使用经过验证的超声波技术,可以实时检测异常和有害的电池状况,并在发生危险的前几小时或几天内,生成可操作警告。其中可能包括热失控,这是电池内部的连锁反应,一旦启动就很难停止。

该公司表示,对于NMC、LMO和LFP电池来说,其超声波系统可以实时检测荷电状态(SoC)和健康状态(SoH),并提供99%的准确率。

声音以不同的速度在不同的介质中(水、木材、空气等)传播。这对于确定电池的SoC非常有效。充满电的电池更硬,锂离子在负极中,声速比电池充电不足的时候快。泰坦公司可以在电池寿命的所有阶段,以99%的精确度测量SoC,无论施加的电流是多少,因为SoC与负极中实际存在的锂离子的数量相对应。

超声波在检测/评估、尺寸测量、材料表征和揭示材料变化方面非常有效,这些正是电池老化时发生的情况。随着时间的推移,若干化学过程会影响电池的物理性能,从而影响电池的容量。主要的降解机制之一是,形成二次固态电解质界面(SSEI),这是长有机聚合物链,能够阻碍锂离子从负极到正极之间的正常流动。

泰坦公司认为,放气、镀锂和枝晶生长等物理表现,对快速充电应用至关重要。

全球商业数据平台Statista预计,2020-2030年间,全球对锂离子电池的需求将增长11倍,超过2太瓦时。在很大程度上,这要归因于电动汽车越来越受欢迎。电动汽车主要依赖锂离子电池提供动力,推广使用电动汽车的关键在于确保安全性。

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