德雷塞尔大学研发超声波检测技术 助力锂离子电池安全筛查
2025-06-26 09:43
来源:德雷塞尔大学
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针对全球范围内锂离子电池相关火灾频发问题,德雷塞尔大学研究团队开发出一种基于超声波的台式诊断工具,可快速、低成本地检测电池内部缺陷,为电动汽车、智能手机等设备的电池安全提供新保障。

烧毁的智能手机因锂离子电池故障和热失控而受损。  伊万·马里亚诺维奇/iStock

该技术利用扫描声学显微镜向商用软包电池发射低能声波。声波在穿过电池内部不同材料时速度发生变化,研究人员通过分析这些变化推断电池的结构和机械特性。研究团队在论文中指出:“声波与样品相互作用产生的差异可揭示多种结构特征。”

相比传统X射线检测,超声波技术具备显著优势。X射线成像速度慢、成本高且信息有限,而超声波检测可实时识别气体积聚、干燥区域、内部裂纹及组件错位等潜在风险。其中,气体检测尤为关键——干燥区域可能引发电池短路,进而导致过热或热失控。

目前,电池制造商主要依赖目视检查、有限样品测试及X射线进行质量验证。然而,随着电动汽车和消费电子产品的需求激增,电池产量大幅增长。据消费者事务部数据,现代人日均使用3至4台电池供电设备,数量较五年前翻倍。这一趋势加剧了低质量电池流入市场的风险。

德雷塞尔大学首席研究员、助理教授韦斯·张博士(Dr. Wes Chang)表示:“尽管绝大多数锂离子电池性能稳定,但电动汽车需使用数千个电池单元,且年产量达数百万辆,缺陷电池的出现难以避免。”超声波检测技术为解决这一问题提供了新路径。

除制造环节外,该技术还可辅助研究实验室开发新型电池化学成分。张博士团队与锂金属电池初创公司SES AI合作,在实际研发环境中验证了工具的有效性。工程师通过实时反馈快速优化了电池设计,验证了超声波技术在创新应用中的潜力。

目前,研究团队正进一步优化检测算法,以提高对微小缺陷的识别精度。该技术有望在未来两年内实现商业化,为电池产业链提供更高效的安全保障方案。

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