不用怕电车自燃了?这是黑科技啊!在电池发生故障之前检测到有缺陷的电池。据外媒报道,德雷塞尔大学的研究人员创造了一种无创超声系统,能够在电动汽车电池发生故障前检测出内部缺陷。该技术比 X 射线更快、更便宜,可以在不影响其运行的情况下识别内部问题。它可能成为制造更安全电池的标准。这项研究结果已发表在《电化学学报》上。
尽管锂电池已被证明非常安全,但并非完全免疫故障。制造过程中的微小缺陷可能会导致严重后果,如过热甚至起火。目前的质量控制依赖于目视检查、性能测试和X光检查,这些方法不仅耗时,还会增加生产成本。
添加电解质后LMFP/Cu电池SAM图像。(b) 压力板上的扫描单元。(c) 超声电阻 (EIS)和振幅与电解质润湿相关
德雷克塞尔大学的研究团队开发的超声波检测系统使用低能量声波扫描电池单元,通过分析声波反射模式识别内部缺陷。例如,电解质分布不均或电极微裂纹会导致特定的声波衰减特征,算法可据此定位问题区域。同时不会影响其正常运行。项目的主要研究人员Wes Chang博士表示,这种方法不仅快速、经济,而且不会改变电池的性能。
与X光检查相比,超声波检测更快、成本更低。超声波检测不会干扰电池的正常运行。该技术可用于测试新型电池化学成分。
该技术可集成到电池生产线上,在注液、封装等关键工序后实时检测。例如,在锂电池注液环节,超声波可立即发现电解质分布不均问题,避免后续组装浪费。
研究显示,78% 的电池热失控源于生产阶段的微缺陷。超声波检测能识别如电极涂层不均匀、隔膜褶皱等隐患,将热失控风险降低 92%。
开源软件允许电池企业测试新型电池化学体系,如 LMFP(磷酸锰铁锂)电池的电解质浸润效果,研发周期可缩短 30%。
对 1000 个含人工植入缺陷的电池单元测试显示,超声波技术对≥50μm 的电极裂纹识别率达 98.7%,对电解质干涸区域定位误差 < 0.3mm。
一条年产能 10GWh 的电池产线,采用超声波检测后,每 kWh 生产成本降低 1.2 美元,同时将出厂不良率从 0.3% 降至 0.05% 以下。
预计 2026 年起,超声波检测可能被纳入 UL 9540A(电池热失控测试标准),成为电动汽车电池出厂前的必检项目。这一技术可能引发电池检测设备市场的洗牌,传统 X 射线设备供应商需在 2 年内完成技术转型,否则面临被淘汰风险。
资料截图
资料来源:Sciencedirect
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