超声波揭示隐藏电池缺陷：新诊断工具助力安全
德雷塞尔大学开发低成本台式超声波工具，实现电池电化学与机械功能无损监测
近期电池起火事件增加，凸显识别导致灾难性故障但肉眼难见缺陷挑战。为防止导致电池过热起火危险故障，德雷塞尔大学研究人员开发标准测试流程，给制造商更好窥视电池内部工作机制。
超声波电池诊断方法
近期发表于《Electrochimica Acta》论文中，团队展示用超声波监测电池电化学和机械功能方法——立即揭示可能导致过热甚至"热失控"损伤或缺陷。
"锂离子电池研究近半世纪、商业化超30年，但仅近期开发出高分辨率窥视内部工具，"德雷塞尔工程学院电池动力学实验室助理教授、首席研究员Wes Chang博士说，"特别是超声波从地球物理学、生物医学等领域改编用于电池诊断仅过去十年。因在电池和电动车行业属相对新技术，需教电池工程师如何工作及为何有用。"
团队近期工作旨在演示低成本、易获取台式超声波工具，希望电池工程师（含汽车公司生产EV工程师）易实施使用。
独家专访：Wes Chang博士
跨学科团队构建挑战
Tech Briefs：最大技术挑战？
Chang：开发基于声波电池诊断新技术，将生物医学领域常用超声波改编用于电池老化研究。最大挑战：电池科学家通常是化学家/材料科学家，非机械工程师。超声波生物医学/地球物理常用，实属机械探针。最大挑战是组建具机械设计和信号处理专长团队，再利用这些技能构建测量电池化学工具。极强跨学科工程。
最终工具测量弹性模量和密度，关联电池老化性能。挑战在于让技术用户友好、易电池科学家理解。
从1D/2D向3D分辨率演进
Tech Briefs：后续研究计划？
Chang：有明确计划。现有方法为1D或2D。1D指扫描电池中心：声波穿过电池中心，随循环声波形状变化，变化方式关联弹性模量密度变化。2D扫描电极得电池图像，知不只何时、还知何处发生。3D指不只扫描电池还分层分辨率，涉及几何。电池外观简单（袋装/圆柱），内部多层电极堆叠。2D变化通常归因某区域，但问题：是缺陷还是可能失效模式？发生在每个电极还是特定电极？3D解决此问题。需分解波形为各层个别成分（如何与每层相互作用），颇具挑战。
下一步构建更好算法分解波形为各层效应，达成3D分辨率。认为可能因X射线已有此能力，生物医学超声某些情况也实现3D。绝对处超声技术前沿，但这是目标。
推动工程落地
Tech Briefs：遗漏补充？
Chang：强调电池超声波我读博时就有——旧实验室开发。重点是让相对新工具易电池科学家用。主要成果：在电池初创公司SES AI研发基地搭建平台，培训其工程师日常使用。对我最富成果激励方面——见直接转化工业应用。不局限SES，也与其他初创和几大汽车制造商对话，他们已有超声工具或寻求获取。帮助更好理解工具、使其更像即插即用能力，任何电池研发实验室和工业皆可用。
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