麻省理工学院研究人员开发出一种解读锂离子电池微弱声学信号的方法，为更安全、持久的储能带来新可能。该研究将特定声音模式与电池内部退化过程相联系，为监测电动汽车和电网规模系统的电池健康状况提供了低成本途径。

麻省理工学院化学工程系研究小组分析了电池充电和放电时的细微噪音，发现声学特征与气体产生或电极材料破裂等过程存在明显相关性。雪佛龙化学工程教授兼数学教授Martin Z. Bazant称，团队成功破译了声发射，能将其归类为由副反应产生的气泡或活性材料膨胀收缩产生的裂缝，并能在嘈杂数据中找到这些信号特征。研究生Yash Samantaray表示，该方法可在不损害电池的情况下研究其内部机制。

研究过程中，研究人员将电化学测试与真实条件下的声学记录相结合，通过配对电压、电流读数与声音模式，精确定位某些辐射发生时间，测试后还通过电子显微镜检查电池以确认结果。

早期尝试依赖粗略阈值记录声级，麻省理工学院团队则利用小波变换从背景噪声中分离不同信号。Bazant指出，该方法与工程师追踪桥梁结构健康状况的方法类似，为电池监测提供了除电压和电流外的额外“窗口”，可揭示剩余使用寿命和安全风险。在与橡树岭国家实验室的相关工作中，团队表明声学数据可在热失控引发火灾前发出警告。

Samantaray看到该方法在材料研究中的直接应用，实验室团队无需拆卸电池即可检测气体生成或颗粒破碎。Bazant强调其在制造业的价值，早期发现缺陷电池可降低化成循环过程中的成本，能在制造过程中更早分离结构良好与不良的电池。

目前，该研究团队已与塔塔汽车公司合作开发电动汽车监控系统，称这些知识可助力行业打造更便宜、更安全的诊断工具。

这项研究于9月5日发表在《焦耳》杂志上，由Samantaray、Alexander Cohen以及前麻省理工学院研究科学家Daniel Cogswell和Bazant领导，得到了丰田研究所、电池可持续性中心、国家科学基金会和国防部的支持。