电池电极应力是影响电池性能与寿命的关键因素，在充放电循环中，电极材料因锂离子嵌入/脱嵌会发生体积膨胀与收缩，产生内应力，长期积累易导致电极开裂、粉化及界面剥离，引发容量衰减、热失控等问题。电池电极应力测量系统通过精准捕获电极在不同工况下的应力变化，为电极材料优化、电池结构设计提供数据支撑。其工作原理围绕“应力感知-信号转换-数据采集-分析处理”的核心流程展开，借助精密传感技术与数据处理算法实现应力的动态、精准测量。

　　核心感知模块是应力信号捕获的基础，其核心是将电极的力学形变转化为可检测的物理信号。系统通常采用接触式或非接触式传感方案：接触式方案中，应变片是常用的传感元件，将应变片通过专用粘结剂精准贴合在电极表面或集流体上，当电极因体积变化产生应力导致形变时，应变片的电阻会随形变发生规律性变化（遵循金属电阻应变效应），应力越大，形变越明显，电阻变化量也越大，从而实现应力与电阻信号的关联。部分高精度系统会采用光纤布拉格光栅（FBG）传感器，利用光纤光栅的波长漂移特性感知应力，具备抗电磁干扰、耐高温的优势，适用于电池充放电高温工况的应力测量。

　　非接触式方案则通过光学手段捕获应力相关的形变信号，常见技术包括数字图像相关法（DIC）与激光位移传感法。数字图像相关法通过高速相机拍摄电极表面的随机散斑图案，在充放电过程中持续追踪散斑位移，利用图像匹配算法计算电极表面各点的位移场，再通过力学模型推导得到应力分布；激光位移传感法则通过发射激光束照射电极表面，接收反射激光信号，根据激光传播时间差或相位差计算电极表面的位移变化，进而换算出应力大小，该方案避免了接触式测量对电极结构的干扰，适用于脆弱电极材料的应力检测。
 

　　信号转换与放大模块负责将传感元件输出的微弱信号转化为可采集的标准信号。对于应变片输出的微弱电阻变化信号，系统通过惠斯通电桥将其转化为电压信号，再经高精度信号放大器放大，同时滤除环境噪声（如温度漂移、电磁干扰）；光纤光栅传感器输出的波长漂移信号则通过光谱仪进行解调，转化为对应的电压或数字信号；非接触式测量的图像或激光信号则通过图像采集卡、数据采集模块完成模拟信号向数字信号的转换，为后续处理奠定基础。

　　数据采集与分析模块是系统的核心控制单元，通过高精度数据采集卡按设定频率采集转换后的信号，将数据实时传输至计算机。软件系统基于预设的校准曲线与力学模型，对采集到的信号进行换算，将电阻变化量、位移量等物理量转化为具体的应力数值（如拉应力、压应力），同时生成应力-时间曲线、应力-充放电容量曲线等。部分高档系统还具备实时数据分析功能，可自动识别应力峰值、应力变化速率等关键参数，结合电池的电压、电流数据，实现应力变化与电化学性能的关联分析，精准定位应力积累与电池性能衰减的内在联系。

　　此外，系统还配备工况模拟模块，可精准控制电池的充放电电流、电压、温度等工况参数，模拟实际使用场景下的电极应力变化，确保测量数据的实用性与可靠性。综上，电池电极应力测量系统通过传感技术、信号处理与数据分析的协同作用，实现了电极应力的动态、精准测量，为电池性能优化与寿命提升提供了关键的技术支撑。