非接触“听诊”锂电池：XARION激光超声技术有效识别内部气体缺陷
锂离子电池（LIB）内部微小的气体缺陷——如制造残留气泡或电解液分解产气——虽肉眼不可见，却可能引发膨胀、短路甚至热失控。传统检测手段受限于接触式耦合或分辨率不足，难以有效捕捉这类“隐形杀手”。
近日，江苏大学团队在Sensors（2025, 25, 2033）发表研究，利用XARION非接触激光超声技术，成功实现对软包电池内部气体缺陷的成像与定量评估。其关键在于：气体与电极材料之间存在显著声阻抗失配，导致超声波穿透时大幅衰减。实验显示，含气区域信号幅值比正常区低38 mV，差异清晰可辨。
该研究采用XARION激光超声精密检测系统，核心接收设备为XARION光学麦克风（Eta450 Ultra）。它基于法布里-珀罗干涉原理，无需耦合剂、无需接触样品，直接通过空气检测超声引起的折射率变化，具备：
- 真正非接触：避免污染或损伤敏感器件；
- 高灵敏宽频响应：原生带宽达50 kHz – 2 MHz，本研究中通过50–130 kHz带通滤波优化信噪比；
- 抗电磁干扰：全光纤设计，适用于电池充放电原位监测。
正因如此，XARION激光超声无损检测方案特别适合动态、原位研究电池循环中的气体演化过程，为失效机理提供实时数据支撑。
研究还发现，聚焦精度对成像质量至关重要：仅偏离焦点2 mm，缺陷尺寸测量误差即飙升至13%以上，凸显精密光路控制的必要性。
应用不止于电池：XARION可作为多领域科研的有力工具之一
XARION无损检测技术因其非接触、高分辨、适用于非导体等特性，在多个前沿方向展现潜力：
- 复合材料（CFRP、陶瓷）脱粘/分层检测
- 微电子封装空洞与翘曲分析
- 生物组织弹性成像
- 航空航天结构健康监测
随着新材料与智能制造对无损表征提出更高要求，XARION光学检测仪正成为科研用户探索微观结构动态演变的有力工具之一。
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本文部分技术内容及数据援引自论文：
《Non-Contact Laser Ultrasound Detection of Internal Gas Defects in Lithium-Ion Batteries》
论文链接：https://doi.org/10.3390/s25072033
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