一种基于空间光通讯的微纳光纤锂电池原位检测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术适用于光纤传感器领域以及电池原位检测领域，提供了一种基于空间光通讯的微纳光纤锂电池原位检测装置与方法，所述电池原位检测装置是将MF‑TFG光纤探针植入锂电池中，基于45°倾斜光纤光栅同时接收并辐射传感光信号的原理，让传感光信号在电池检测箱内部空间中经过柱透镜准直与凸透镜组重塑后被CCD探测器接收，依据光谱漂移现象对待测锂电池内部的温度、压力以及离子浓度进行原位检测。本发明专利技术提供的实施例能够实现电池非接触式的原位检测，具有集成度高，随时检测等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纤传感器领域以及电池原位检测领域，尤其设计一种基于空间光通讯的微纳光纤锂电池原位检测装置与方法。

技术介绍

1、锂电池因其高能量密度、长使用寿命和高功率密度等优势，得到了快速发展。而电池的热失控问题较为严重，这是锂电池内部一系列复杂的“链式副反应”，引起电池内部温度快速提升引发起火爆炸。常规的电池检测手段包括如电池阻抗检测、气体测试、bms、热失控试验机等，均通过给电池施加测试条件，分析待测参数来评估电池的健康寿命，这些测试方法保证了测量准确性，但无法对处于工作状态的电池进行实时检测，不利于监测与预防电池内部的热失控问题。目前，光纤传感的广泛应用为锂电池的原位检测提供一种解决方案，植入式光纤传感器作为电池检测的一种新兴技术，具有高灵敏度、抗电磁干扰、寿命稳定等显著优势，使得其在高压高温或易燃易爆等恶劣环境中使用，这在传统的电池检测设备中是难以实现的。

2、光纤传感器的尺寸小、形状灵活，适合大规模生产的标准制造技术，且可以实现一根光纤在电池的多个位置同时监测温度、压力和离子浓度多种关键参数。可见，植入式光纤传感器在电池原位检测领域的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于空间光通讯的微纳光纤锂电池原位检测装置与方法，其特征在于：所述微纳光纤锂电池原位检测装置中包含：锂电池(1)、MF-TFG光纤探针(2)、光通讯窗口(3)、电池检测箱(4)、信号终端(5)；

2.根据权利要求1所述的一种基于空间光通讯的微纳光纤锂电池原位检测装置，其特征在于：所述MF-TFG光纤探针(2)由一根标准单模光纤制成，首先通过飞秒激光在光纤一端加工刻写45°倾斜光纤光栅(2-2)，调控栅距使其透射光谱中基模干涉损耗峰位于1550nm波长位置，其次将光纤另一端去除涂覆层用熔融拉锥法制备出直径为8μm的微纳光纤(2-1)，最终利用磁控溅射设备在微纳光纤(2-...

【技术特征摘要】

1.一种基于空间光通讯的微纳光纤锂电池原位检测装置与方法，其特征在于：所述微纳光纤锂电池原位检测装置中包含：锂电池(1)、mf-tfg光纤探针(2)、光通讯窗口(3)、电池检测箱(4)、信号终端(5)；

2.根据权利要求1所述的一种基于空间光通讯的微纳光纤锂电池原位检测装置，其特征在于：所述mf-tfg光纤探针(2)由一根标准单模光纤制成，首先通过飞秒激光在光纤一端加工刻写45°倾斜光纤光栅(2-2)，调控栅距使其透射光谱中基模干涉损耗峰位于1550nm波长位置，其次将光纤另一端去除涂覆层用熔融拉锥法制备出直径为8μm的微纳光纤(2-1)，最终利用磁控溅射设备在微纳光纤(2-1)端面镀一层银金属反射膜(2-4)，更改光信号传播方向构成反射式探针；所述微纳光纤(2-1)因直径小发生光泄漏，从而在光纤表面激发大比例倏逝场，导致光纤中的传输模式受背景折射率调控，微纳光纤(2-1)的微纳区表面覆盖一层锂离子敏感的材料纳米薄膜(2-3)，材料折射率因吸附锂离子浓度差异而改变，进而增强mf-tfg光纤探针(2)对锂离子浓度的灵敏度；所述材料纳米薄膜(2-3)为冠醚功能化氧化石墨烯复合壳聚糖结合聚氯乙醇(go-ce-cs-pva)的纳米纤维膜。

3.根据权利要求1所述的一种基于空间光通讯的微纳光纤锂电池原位检测装置，其特征在于：所述宽带光源(4-2)为c+l波段ase宽带光源，输出光谱中心波长为1550nm，带宽范围100nm，涵盖微纳光纤(2-1)反射光谱密集干涉区域波长范围。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯月，穆罕默德，吴昊东，王思彤，郝文博，刘驰，刘欣，沈涛，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：