近年来，锂电池已广泛应用于智能电话，个人数字助理（PDA），笔记本电脑和电动汽车等商业产品中。鉴于这种广泛的应用，锂离子二次电池的安全性和效率是重要的问题。
锂电池的安全性取决于电解液，隔膜，阳极和阴极。在过充电条件下，锂形成活性表面，与电解液反应，增加内部阻抗，降低放电效率。随着充放电循环的增加，电池的容量会降低，从而限制其循环寿命。
金属锂可以以枝晶和针状晶体的形式分离，并在快速充放电过程中引起许多问题。因此，电池的效率降低，并且安全的问题出现了。锂电池的内部温度通常使用热电偶测量。传统的热电偶太大，无法用于精确测量最佳测量位置的温度。应避免温度测量时对电池的损坏。探头电气技术既快速（<200 ms）和精确（±0.1°C），并通过连接到电池的两个端子，无需将任何探针插入电池。远程查询传感器用于测量温度，压力，流体流速和湿度。在这项研究中，利用电阻温度检测器（RTD）微温度传感器，其体积小，精度高，响应时间短，制造简单，批量生产，以及比传统热电偶更有效地测量温度的能力。这些柔性薄膜温度传感器必须耐腐蚀，耐高温和应力腐蚀。
柔性薄膜温度传感器示意图。
一般金属的电阻由下式给出：
R=ρL/A
其中R表示电阻（Ω）; ρ表示电阻率（Ωm）; L表示线长（m），A表示横截面积（m 2）。当RTD的温度在线性区域变化时，测得的电阻与温度变化之间的关系可以表示为：
Rt=Ri(1+αtΔT)
Rt=Ri(1+αtΔT)
其中R t和R i分别表示在t ℃和t i ℃ 下的RTD的电阻; α 吨代表RTD的正温度系数; Δ Ť表示在从基准温度的温度的变化; 和吨和吨我是一个RTD的在温度吨 ℃并吨我分别°C，。因此，等式（2）可以被重写为
αt=Rt−RiRi(ΔT)
其中α 吨是电阻的传感器的温度系数（TCR）。
柔性薄膜温度传感器的制作：
在本案例中，采用薄膜形式的聚对二甲苯作为柔性微温度传感器。聚对二甲苯耐腐蚀和应力腐蚀。传感器材料通过物理气相沉积（PVD）技术逐层沉积; 因此，微温度传感器可以在具有精确控制厚度的低温下制造。图2显示了制造传感器所涉及的八个步骤（a-h）。
图2. 在硅衬底上制造柔性微温度传感器的程序。
步骤a和b：在硅晶片衬底上沉积一层铜（Cu）作为牺牲层，然后如显示的那样，在铜层上沉积300埃厚的聚对二甲苯薄膜。步骤c：聚对二甲苯薄膜作为保护层，隔离层和基材。步骤d：为了在微温度传感器上定义图案，进行了第一次光刻工艺。步骤e：使用电子束蒸发器将Cr（250）和然后Au（2000）作为导电层沉积在聚对二甲苯基板上。微型温度传感器的结构由剥离过程形成。步骤f：然后沉积另一个聚对二甲苯层以保护微温度传感器。步骤g和h：第二次平版印刷工艺，反应离子蚀刻（RIE）图3示出了微温度传感器的光学显微镜（OM）图像。
图3. 柔性微温度传感器的光学显微镜照片。
微温度传感器校准
将微温度传感器放置在热室（DENG YNG DS-45）中，如图4所示。
图4. 热室中微温度传感器的校准。
电阻信号由数据采集系统拾取，如图5所示。热室的温度从-20℃升高到90℃三次。
图5. 电阻信号由数据采集获取。
图6和图7绘出了微温度传感器的校准曲线。校准曲线表现出高的重复性和温度和电阻之间关系的线性关系。
图6. 传感器1的校准曲线。
图7. 传感器2的校准曲线。
热冲击试验
使用可编程热冲击测试仪来测试微温度传感器结构的强度，其中放置在测试仪内部的传感器测量并报告温度。通过在3分钟的时间内，在每个极端温度下用5分钟停留时间使温度在0℃和90℃之间循环3次。在图8中，T1是可编程热冲击测试仪的空间温度曲线，T2是夹具放置微温度传感器1的温度曲线。图9绘出微温度传感器1的校准曲线。
图8. 可编程热冲击测试仪和微温度传感器支架温度变化1。
图9. 比较微温度传感器1次热冲击试验前后的校准曲线三个周期。
充放电中的温度测量
将柔性薄膜温度传感器插入锂电池中，如图10所示。连接到电池外表面的热电偶测量表面温度。来自微型传感器和热电偶的信号由数据采集系统GBT-2211拾取。
图10绘出了热电偶和微温度传感器的温度曲线。三条曲线都是相互一致的。锂电池中的不同位置的温度变化。内部温度比外部温度变化更快。在高峰时，内部温度高于外部温度2°C。
综上结论
在本研究中，选择聚对二甲苯作为柔性材料制造柔性薄膜温度传感器。柔性薄膜型温度传感器的强度足以用于锂电池。在现场温度测量成功回升。结果表明，当锂电池1C在电池中发生充放电反应时，内部温度比外部温度高2℃。
