具有上下转换模式的持久发光纳米材料用于电力卡特蓄电池温度测量

随着新能源车辆的发展，电力电池的安全问题变得紧迫，因此开发新型电池温度传感器变得尤为重要。本文探讨 了Bi_1.91加₄O₉： 0.04 er^3 +， 0.05 Eu³⁺通过简单且低成本的共沉降方法制备了上变和向下变换的发光。Er的单一稀土元素掺杂³⁺在980纳米激发下实现526 nm/550 nm的上转换发光。与稀土元素Eu共掺杂后³⁺它在254纳米激发下，可以在590 nm/614 nm实现下变频发光。它们分别在293–503 K和423–573 K之间表现出明显的温度依赖性。相应的最大相对敏感度为0.98% K⁻¹以及0.55% K。⁻¹。有趣的是，所有温度范围都覆盖了电源电池自发点火点473 K。因此，基于PLNPs的传感器成功验证了其在双通道温度测量模式下监测电池过热和自燃的情况。这两种温度相互验证，以提升灵敏度和准确性，因此用于实时准确测量电池温度，实现预警和安全性提升。因此，我们提供了PLNP在温度传感领域的新应用场景，用于监测电池温度。

简介

新能源车随着普及度的提升，正处于发展的上升势头中。然而，电池的安全问题引起了广泛关注[1]，[2]、[3]，因为电池可能引发自燃、爆炸，甚至内部火灾[4]，[5]，[6]。为了最大限度地减少对生命和财产的损害，电池的实时温度监测尤为重要[7]， [8]。温度传感器是最直观且高效的方法之一[9]、[10]，但光纤传感器被视为精确测量方案。此外，温度传感器的测量精度提升、干扰更少且成本更低，仍然需要[11]。
比比荧光温度测量被报道为非接触式温度测量，具有高电阻和高分辨率，且响应迅速[12]、[13]。此外，该方法具有高精度，因为不同发射的强度比可以避免非温度因素的干扰[14]。因此，各种纳米温度计被设计为掺杂稀土元素的持久发光纳米颗粒（PLNP）[15]，[16]。PLNPs主要由基质、激活剂和陷阱组成[17]。基质是激活剂和陷阱的载体，而激活剂作为发射中心，决定发射波长[18]。PLNP吸收激发能量后释放为余辉发射，实现无干扰的温度感测[19]。通常，PLNP的能态产生的荧光强度比（FIR）通过玻尔兹曼热平衡实现温度感测，便于温度测量[20]， [21]， [22]。
双性恋₂加₄O₉是一种高稳定性且毒性较低的基体，可以加载其他金属离子以调节光学性质[23]、[24]、[25]。这里，我们引入了 Er³⁺以及欧³⁺变成双性恋₂加₄O₉用于同时进行上变和降变发射。Er的单一掺杂³⁺在980纳米激发下实现526 nm/550 nm的上转换发光。欧盟的引入³⁺在254纳米激发下实现590 nm/614 nm的下变发光。因此，Bi_1.91加₄O₉： 0.04 er³⁺， 0.05 Eu³⁺作为最优复合材料，我们已准备。上变换和下变发射在293−503 K和423–573 K时对温度有依赖性，最大相对灵敏度为0.98% K。⁻¹以及0.55% K。⁻¹，分别。电池的自燃点为473 K[26]，因此两种温度感应策略都包含473 K点。因此，利用上降变换发射来测量功率电池的温度，强度比分别为526 nm/550 nm和590 nm/614 nm，以监测过热和自燃的安全问题，如图1所示。这两种结果可以相互验证，从而提高温度测量的灵敏度和准确性。将PLNPs与上降转换发射结合，为强度比模式的双通道温度感测开辟了新方向。