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

据外媒报道，Titan Advanced Energy Solutions专注于利用超声波技术帮助电池更好、更安全、更长时间地运行。最近，该公司从美国能源部获得了近110万美元，用于开发一种早期预警系统，以检测锂离子电池中的危险状况。这笔资金将用于建立一个可以投入生产的系统。

对于可再生能源和电动汽车储能，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，国家公路交通安全管理局向某些型号电动汽车的车主发布了指导意见，要求他们在充电后将车停在户外或家外，以避免火灾。现有的电池管理系统只在火灾或其他危险发生前几分钟或几秒钟发出警报，通常没有足够的时间来防止危险的发生。泰坦的警报系统使用经过验证的超声波技术实时检测异常和有害的电池状况，并在出现危险的最初几个小时或几天内生成可操作的警报。这可能包括热失控，这是电池内部的链式反应，一旦启动就很难停止。该公司表示，对于NMC、LMO和LFP电池，其超声波系统可以实时检测充电状态和健康状况，提供99%的准确率。声音在不同的介质中以不同的速度传播。这对于确定电池的SoC是非常有效的。充满电的电池更难，因为负极中有锂离子，而且声音的速度比电池充电不足时更快。Titan可以在电池寿命的所有阶段以99%的精度测量SoC，无论施加的电流如何，因为SoC对应于负极中存在的锂离子的实际量。超声波在检测/评估、测量尺寸、表征材料和揭示材料变化方面非常有效，而这些正是电池老化过程中发生的情况。随着时间的推移，几个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体电解质界面（SSEI），这是一条长的有机聚合物链，可以阻碍锂离子从负极到正极的正常流动。Titan认为，通货紧缩、锂电镀和树枝状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预测，2020年至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。这在很大程度上可以归因于电动汽车的日益普及。电动汽车主要依靠锂离子电池提供动力，而推动电动汽车使用的关键是确保安全。

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