近日,我院光纤传感器与应用技术研究所以“Highly Sensitive EMC Semiconductor Gas Sensor to Overcome Thermal Drift for Thermal Runaway Warning of Lithium Batteries(用于克服热漂移以实现锂离子电池热失控预警的高灵敏度EMC半导体传感器)”为题,在国际仪器和测量领域TOP期刊《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》上发表论文,其中赵勇教授为论文共同通讯作者、青年教师朱洪民为论文第一作者,东北大学为论文第一完成单位。

目前,锂电池驱动的新能源汽车与传统内燃机汽车相比,具有可持续性好、能效高、能耗低、维护成本低、操作方便、驾驶性能优异、智能化程度高等优势,在全球范围内广受欢迎。但锂电池具有能量密度高的特点,锂电池的有机电解质溶剂具有易燃易爆的化学性质,存在电池组热失控的安全隐患,导致燃烧甚至爆炸。热失控会导致快速的化学反应,具有突然性,通过温度传感器难以提前诊断预警。
为此,研究提出了气体传感器实时监测锂电池电解液的挥发物碳酸甲乙酯(Ethyl methyl carbonate,EMC)预警热失控的策略。半导体气体传感器因其成本低、体积小、稳定性好、易于集成到车辆系统中等特点,成为最理想的锂电池状态在线检测方法。传统半导体气体传感器依然面临基线热漂移、灵敏度不足的问题,为此通过敏感元件的结构设计开发一种具有热漂移抑制效果的亚ppm级EMC气体传感器。该传感器在150℃–270℃的温度范围内,对10 ppm EMC气体的响应误差变化仅为3.70%,具有良好的温度漂移抑制效果。同时,该传感器具有出色的传感性能,对EMC的检测下限为200 ppb。本研究的重点是提出预测锂电池热失控的新策略,并解决传感器热漂移问题。该研究成果拓展了团队在锂电池热失控测控领域的技术手段,有力推动了我校测控技术与仪器学科的创新发展。
论文链接:https://ieeexplore.ieee.org/document/11082488
(编辑:周宣任 审核:陈茂庆)