Com a crescente modernização do mundo em que vivemos, a evolução das baterias é um dos requisitos mais importantes. As baterias Li-S têm potencial para responder às necessidades do mercado, mas para além da sua capacidade de armazenamento de energia, a sua segurança também é imprescindível. Ter um sistema que nos permite monitorizar o que se passa no interior da bateria, nomeadamente no interior do electrólito, é extremamente vital para garantir essa segurança.
Os sensores fabricados e estudados neste trabalho podem ser o primeiro passo em direção a um sistema para verificar em tempo real como as mudanças ocorrem dentro de uma bateria.
Neste trabalho é feita a fabricação dos sensores compostos por titânio e cobre e o mecanismo utilizado para estudar o sensor é o seguinte:
O sensor é conectado a um analisador vetorial que fará uma varrimento da frequência. Quando a frequência do sinal está próxima da frequência natural do sensor, o sensor ressoa. Extraindo o ponto mais baixo da curva de frequência vs. S11, a frequência de ressonância do sensor pode ser obtida.
Para este sensor foram identificados três picos distintos, associados à frequência de ressonância. O pico entre 0.93 e 1.16 GHz foi o que demonstrou ser mais promissor para ser usado na medição da temperatura, devido a ter uma maior sensibilidade em comparação com os outros dois.
Os resultados mostraram que ao aumentar a temperatura, a frequência de ressonância do sensor diminui. Embora para medições do sensor incorporado com o eletrólito, a resposta não foi tão linear quanto o esperado, o que pode ser devido a fatores como o tipo de solvente usado para o eletrólito, humidade e a possível degradação dos polímeros usados no eletrólito.With the increasing modernization of the world in which we live, the evolution of batteries is one of the most important requirements. Li-S batteries can meet the demands of the market, but in addition to their energy storage capacity, their safety is also imperative. Having a passive system that allows us to monitor what is going on inside the battery, namely inside the electrolyte, is extremely vital to ensure the safety of the battery.
The sensors manufactured and studied in this work can be the first step towards a system to check in real-time how changes are happening inside a battery. In this work, the fabrication of the sensors composed of titanium and copper is made and the mechanism used to study the sensor is as follows:
The sensor is connected to a network analyzer that will make a frequency sweep. When the frequency of the sweep signal is close to the natural frequency of the sensor, the sensor resonates. By extracting the lowest point of the frequency vs. S11 curve, the resonant frequency of the sensor can be obtained.
For this sensor, three distinct peaks were identified, associated with the resonant frequency. The peak between 0.93 and 1.16 GHz was the one that proved to be the most promising to be used in temperature measurement, due to its greater sensitivity compared to the other two.
The results showed that when increasing temperature, the resonance frequency of the sensor decreases. Although for measurements of the sensor incorporated with the electrolyte, the response was not as linear as expected, which could be due to factors such as the type of solvent used for the electrolyte, humidity, and the possible degradation of the polymers used in the electrolyte
