【導(dǎo)讀】新加坡南洋理工大學(xué)的研究人員開發(fā)出一款可監(jiān)測電池狀態(tài)的智能芯片，不僅能讓充電時間大幅縮短到10分鐘以內(nèi)，還可確認(rèn)電池的健康狀況以及是否可以安全使用。
當(dāng)用戶的智能手機或電動車中的電池出現(xiàn)故障或存在著火的風(fēng)險時，這款智能芯片就會發(fā)出警告。相形之下，目前的警示系統(tǒng)只能在電池已經(jīng)過熱或者任何補救措施都已經(jīng)太遲之后才會通知用戶。
南洋理工大學(xué)能源研究所教授Rachid Yazami主導(dǎo)開發(fā)的這款智能芯片尺寸相當(dāng)小，幾乎可以嵌入于所有的電池中。
Yazami 教授是電池研究的先驅(qū)，他曾經(jīng)獲頒美國國家工程學(xué)院(National Academy of Engineerin；NAE)的德雷鉑獎(2014 Draper Prize for Engineering)，表彰他作為鋰離子電池的三大發(fā)明人之一。該獎項認(rèn)可他于1980年代發(fā)現(xiàn)如何讓鋰離子電池可安全充電的成就，從而為今日的普遍應(yīng)用鋪路。
“雖然電池故障起火的風(fēng)險很低，但由于每年生產(chǎn)幾十億的鋰離子電池，即使是百萬分之一的機率都可能意味著上千次的故障意外，”Yazami教授解釋，“這為電動車甚至是先進的飛機帶來嚴(yán)重的風(fēng)險，因為大型電池組中通常裝載著數(shù)百個或串聯(lián)更多電池單元，才足以為汽車或飛機提供動力。如果因為其中一個電池故障引起化學(xué)物質(zhì)著火，就可能導(dǎo)致附近的電池起火，甚至引發(fā)爆炸。”
Yazami教授根據(jù)電化學(xué)熱力學(xué)測量開發(fā)出專有算法，嵌入于智能芯片中。
這款智能型電池監(jiān)測芯片比10美分硬幣更小得多
現(xiàn)有的鋰離子電池內(nèi)部都有一款可顯示其電壓與溫度讀數(shù)的芯片，但當(dāng)今的電池芯片還無法偵測功能故障的征狀，只能顯示電池充電的估計電量。
然而，Yazami教授的專利算法透過3D圖表分析電池的健康狀態(tài)與充電狀況。在顯示屏幕上，它看起來就類似于從山上一路滑雪而下的路徑。Yazami教授說：“全新電池使用時的‘滑雪路線’看起來與電池老化或故障的情況不同，就像2個指紋彼此不同一樣。”
“除了知道電池的老化狀況，我們的技術(shù)還能夠告知電池充電時的實際情況，因而優(yōu)化充電過程，使得電池能夠在更快充電的同時也維持在最佳狀態(tài)。”目前的電池在充電過程中保護程度不足，使得充電速度減慢，如今，新的芯片將能解決這個問題，迅速在10分鐘之內(nèi)完全充電。
“預(yù)計在未來，每一個電池中都會有這樣的芯片，從而降低了電子設(shè)備與電動車中電池起火的風(fēng)險，同時延長其使用壽命。”
Yazami教授花費五年的時間打造這款智能芯片，如今由其新創(chuàng)的KVI Pte Ltd.進行銷售。另一位研究科學(xué)家Sohaib El Outmani也協(xié)助了這項研究，兩人共同于南洋理工大學(xué)能源研究所(ERIAN)開發(fā)這款智能芯片平臺。
KVI是由南洋理工大學(xué)商業(yè)化計劃NTUitive育成，該公司計劃將這款芯片發(fā)展成為一系列的產(chǎn)品，包括用于為移動設(shè)備充電的電池組、電動車的充電計，以及可用于每個電池中的智能芯片。
這家新創(chuàng)公司取得了Yazami教授ETM技術(shù)的獨家授權(quán)，該技術(shù)主要根據(jù)他在新加坡南洋理工大學(xué)、加州技術(shù)學(xué)院(Caltech))以及法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)的研究。
該技術(shù)將于2016年底以前提供給芯片制造商與電池制造商授權(quán)。
