在热失控过程中对可充电锂离子电池内部复杂的物理和化学活动进行操作监测对于了解热失控机制和对安全相关故障发出早期预警至关重要。然而，大多数现有传感器无法承受这种极其危险的热失控过程（温度高达 500 °C，并伴有火灾和爆炸）。

为了解决这个问题，中科大Qingsong Wang，暨南大学Tuan Guo开发了一种紧凑型多功能光纤传感器（长度为 12 mm，直径为 125 µm），能够插入商用 18650 电池中，以连续监测电池热失控期间的内部温度和压力影响。

文章要点

1）研究人员观察到电池热失控和光学响应之间存在稳定且可重复的相关性。传感器的信号显示两个内部压力峰值，对应于安全通风和热失控的启动。

2）进一步的分析表明，预测即将发生的热失控的一个可扩展的解决方案是检测电池温度和压力微分曲线的突变范围，这对应于电池可逆和不可逆反应之间的内部转换。

3）通过在安全泄压之前发出警报，这种新的操作测量工具可以提供电池安全评估和热失控警告方面的关键功能。

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Mei, W., Liu, Z., Wang, C. et al. Operando monitoring of thermal runaway in commercial lithium-ion cells via advanced lab-on-fiber technologies. Nat Commun 14, 5251 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-40995-3

https://doi.org/10.1038/s41467-023-40995-3