외부 부착된 섬유 센서와 변형 기반 예측 전략을 활용한 상업용 리튬 이온 배터리의 장기 모니터링을 향하여

리튬 이온 배터리의 연속적이고 자발적인 열화에 대한 실시간 모니터링은 사이클링 동안 사용할 수 있는 정량적 지표의 수가 제한되어 있어 도전적입니다. 이와 관련하여, 높은 정확도, 정밀도 및 내구성을 갖춘 센서에 의해 가능해진 개선된 감지 접근 방식은 종합적인 상태 추정과 엄격한 안전 기준 충족에 필수적입니다. 본 연구에서는 상업용 리튬 이온 버튼 셀에서 폴리머 기반 및 실리카 기반 광섬유 브래그 격자 센서의 듀오 쌍을 사용하여 외부 온도 및 변형 모니터링을 수행했습니다. 분리된 데이터는 센서가 500회 이상의 사이클 동안 변형 및 온도 변화를 신뢰성 있게 추적할 수 있음을 보여주었으며, 이는 센서의 열화나 충실도 손실의 징후 없이 주기적인 패턴으로 입증되었습니다. 또한 변형 신호 모니터링을 통해 전기화학적 신호와 용량 급격한 감소로 이어지기 약 60 사이클 전에 비정상적인 셀의 조기 발견이 가능하였으며, 이는 기계적 감지 데이터가 일부 경우에 독특한 이점을 제공할 수 있음을 시사합니다. 점진적 변형 분석을 통한 세부 기계 모니터링은 셀 열화 메커니즘 이해를 위한 병렬 경로를 제안하며, 그 성질이 연속적이든 이산적이든 관계없이 적용될 수 있습니다. 이러한 패키지 레벨 광섬유 감지 플랫폼의 정확성과 내구성은 강력한 실시간 배터리 건강 모니터링 기술 및 예측 전략 개발을 위한 유망한 경로를 제공합니다.