锂离子电池火灾,作为电动汽车与电子设备领域的一大安全隐患,长久以来困扰着科研人员。近期,一项创新研究揭示了声音在预警电池火灾中的潜力,为这一问题的解决带来了新曙光。
科研人员观察到,锂离子电池在起火前,内部压力会显著上升,导致电池体积膨胀。由于电池外壳的坚固性,无法适应这种膨胀,因此电池内部的安全阀会在压力达到极限时破裂,释放压力。这一破裂过程伴随着一种独特的声响,包括咔哒声和嘶嘶声,与打开碳酸饮料瓶盖的声音颇为相似。
为了捕捉并识别这种声音,美国国家标准与技术研究所(NIST)的研究团队携手西安科技大学,共同开发了一种机器学习算法。他们收集了38个即将爆炸的锂离子电池的音频数据,并对这些数据进行精细处理,包括调整声音的速度和音调,最终生成了超过1000个独特的音频样本用于算法训练。
经过严格测试,该算法展现出了惊人的准确性,能够以94%的准确率识别出过热电池发出的破裂声。为了验证算法的实用性,研究人员还在多种背景噪音环境下进行了测试,如脚步声、关门声和开瓶声等,结果显示,仅有极少数噪音能够干扰算法的判断,证明了其强大的鲁棒性。
这项技术的突破意味着,未来我们有望看到一种全新的火灾报警器问世。这种报警器能够在家庭、办公室、仓库和汽车停车场等场所广泛应用,一旦检测到锂离子电池发出的预警声音,便能在火灾发生前及时发出警报,为人们提供宝贵的撤离时间,从而大大降低火灾造成的危害。
科研人员还透露,他们将继续对算法进行优化,并深入探索声音预警在锂离子电池火灾预防中的更多可能性,以期为社会带来更加安全、可靠的电池使用保障。