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读者投稿｜什么是智能电池？

admin 07-28 【科技】 428人已围观

摘要今天和大家聊一下智能电池，智能电池是一种集实时感知、动态响应、自主决策等功能于一体的能量转化与存储系统，可满足电化学性能提升、安全可靠性改善、环境适应性增强和功能多样性拓展的需求。电池面临的挑战其发展核心驱动力是新能源汽车与其他应用领域对动力电池的高安全可靠、长循环寿命、快速补能等特性的广泛需求。智能电池不同发展阶段（来自北理工陈人杰教授团队）智能电池的革新性主要体现在智能材料、先进传感器件以及电池层面的集成设计。未来智能电池可以采用方形或圆柱等封装形式，利用内、外置传感器对电压、温度、应力、压

今天和大家聊一下智能电池，智能电池是一种集实时感知、动态响应、自主决策等功能于一体的能量转化与存储系统，可满足电化学性能提升、安全可靠性改善、环境适应性增强和功能多样性拓展的需求。

电池面临的挑战

其发展核心驱动力是新能源汽车与其他应用领域对动力电池的高安全可靠、长循环寿命、快速补能等特性的广泛需求。

智能电池不同发展阶段（来自北理工陈人杰教授团队）

智能电池的革新性主要体现在智能材料、先进传感器件以及电池层面的集成设计。未来智能电池可以采用方形或圆柱等封装形式，利用内、外置传感器对电压、温度、应力、压力及气体成分等多参数信息进行监测，在需应对极端工况的特种车辆、储能、航空、航天等场景的应用需求更大。

材料级自修复、自愈合主要有本征型（利用可逆化学键）和外援型（预埋修复体）两种技术路线，目前仍处于实验室研发阶段，如聚氨酯型聚合物电解质、自愈合粘结剂、自愈合电极涂层、热防护隔膜、热防护复合集流体等，需重点攻克自愈合机制、快速响应机理等科学问题，以提升智能材料的长期稳定性。

内置传感器的开发处于DEMO阶段，读者投稿｜什么是智能电池？目前多用于试验电池，目标是建立电池内外部信号的映射关系并确定外部典型监测位点，需要开发功耗低、耐腐蚀、寿命长、抗干扰、感知准确的传感器（如光纤传感），并提升监测一致性，减少多参数测量的数据干扰和漂移现象。未来量产智能电池产品的传感器布置还是会以外置为主，需重点关注传感数量、覆盖范围、封装强度问题，尽量采用无线方式进行信息传输。

增加传感器对电池的影响主要表现为容量衰减、寿命缩短、稳定性降低等。制造方面，内置传感器的安装需对制造工艺环节进行调整，重点关注对生产效率的影响、对电池循环寿命的影响以及内置传感器耐电解液腐蚀等问题；外部传感器则要进行简化和小型化，合理选择布置位置和尺寸设计，电池系统集成也需给外部传感器留有专用空间。

针对机械滥用、电滥用、热滥用等主要热失控诱因，需构建材料-电池-电池系统的多层次保护机制，结合深度监测、软硬件保护、动态调控等手段，从材料、电气、热管理、机械等层面设计保护措施，主要包括抑制材料级电化学副反应（如防过放电解液添加剂和新型稳定电解质等）、抑制单体电池级滥用与失效（如热触发智能隔膜和电极集流体等）、抑制系统级热蔓延（如热切换导热胶）等。

传统BMS基于经验模型进行电池状态估计与安全预警，存在多场信号感知难、精准故障诊断难、主动管理调控难等问题。未来数字孪生的主要应用是基于热失控反应机理加强主动安全调控，还可用于数据增强和生成，辅助AI算法开发。AI大模型则提供了基于大量传感数据的“预训练大模型下游任务微调”的解决方案，主要用于优化诊断策略，提升异常检出率，目前主要难点在于高质量数据难获取、车端算力有待提升、车云协同较弱等。