科技日報合肥10月7日電 (記者吳長鋒)記者7日從(cong) 中國科學技術大學了解到，該校火災科學國家重點實驗室孫金華教授和王青鬆研究員團隊與(yu) 暨南大學郭團教授團隊合作，成功研製出可植入電池內(nei) 部的高精度、多模態集成光纖器，在國際上率先實現了對商業(ye) 化鋰電池熱失控全過程的精準分析與(yu) 早期預警。相關(guan) 研究成果日前在線發表於(yu) 《自然·通訊》。

　　電池熱失控是製約電動汽車與(yu) 新型儲(chu) 能規模化發展的瓶頸。導致電池熱失控的根源是電池內(nei) 部一係列複雜且相互關(guan) 聯的“鏈式副反應”，從(cong) 局部短路到大麵積短路，電池內(nei) 部溫度快速提升，可高達800℃以上，引發電池起火爆炸。因此，亟須深入理解鋰離子電池熱失控演變機製，並提出早期預警策略，以防止爆炸事故的發生。而溯源電池熱失控發生的內(nei) 在誘因，厘清各分步反應之間的耦聯關(guan) 係，揭示熱失控主導機製與(yu) 動力學規律，前移熱失控預警時間窗口，是從(cong) 根本上解決(jue) 儲(chu) 能安全問題的核心。

　　然而，由於(yu) 電池的密閉結構和內(nei) 部複雜的反應機製，電池內(nei) 部核心狀態參量檢測的準確性和實時性無法保證。如何科學、及時、準確地預判電池安全隱患，成為(wei) 當前一個(ge) 國際性科學難題。

　　為(wei) 此，該團隊開發了一種可植入電池內(nei) 部的多模態集成光纖原位監測技術，設計並成功研製出可在1000℃高溫高壓環境下正常工作的多模態集成光纖傳(chuan) 感器，實現了對電池熱失控全過程內(nei) 部溫度和壓力的同步精準測量，攻克了熱失控極端環境下溫度與(yu) 壓力信號相互串擾的難題，提出了解耦電池產(chan) 熱和氣壓變化速率的新方法，首次發現了觸發電池熱失控鏈式反應的特征拐點與(yu) 共性規律，實現了對電池內(nei) 部微觀“不可逆反應”的精準判別，為(wei) 快速切斷電池熱失控鏈式反應、保障電池在安全區間運行提供了重要手段。

　　研究人員表示，未來可以實現一根光纖在電池的多個(ge) 位置同時監測溫度、壓力、折射率、氣體(ti) 組分和離子濃度等多種關(guan) 鍵參數。光纖傳(chuan) 感技術與(yu) 電池的結合將會(hui) 在新能源汽車、儲(chu) 能電站安全檢測等領域發揮重要作用。