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电池作为一个极其复杂的封闭式系统，如何实时、无损、原位地获取其内部信息是电池产业发展的痛点所在。电池使用过程中，电化学性能会逐渐衰减，电极材料结构和电解液分布在不断演变，并伴随副反应而出现产气、析锂等现象，影响电池寿命和安全。 超声检测作为新兴的无损检测手段，具有效率高、成本小、无污染且定位精准的特点。近日，华中科技大学黄云辉和沈越教授团队自主研发了锂离子电池超声扫描成像设备，该产品从基本原理到软、硬件集成均由华科大团队自主开发，在动力与储能电池产业界和学术界获得广泛应用。 黄云辉团队首次提出并利用超声技术观测到电池“退浸润”现象。电池在设计阶段，其电解液用量是基于电池材料孔隙率所制定，而电池在循环过程中，因膨胀等问题，原有材料孔隙变大，电解液设计用量不足以填充孔隙，电解液无法充分浸润电极材料，这种“退浸润”现象会导致电池性能衰减，甚至引发更为严重的失效反应。 该研究团队的锂离子电池超声扫描成像设备利用高频超声透射方法，使发射端探头发射聚焦声束穿透电池，再利用接收端探头接收。团队通过对接收信号的处理分析评估电池内部状态，成像精度可达亚毫米级。经研究证实，该项设备不仅可以无损、实时、原位地观测浸润状态演变，同时也可用于电池循环过程中电解液干涸、材料劣化等一些电池失效机制研究。
