非接触“透视”电池内部，XARION激光超声技术精准捕捉气体缺陷

锂离子电池是电动汽车与储能系统的核心，但其内部微小的气体缺陷——如制造残留气泡或循环产气——可能引发膨胀、短路甚至热失控。如何在不破坏电池的前提下“看清”这些隐形风险？近期，江苏大学研究团队在国际期刊《Sensors》发表一项重要进展，利用XARION激光超声精密检测系统，首次实现了对锂电池内部气体缺陷的非接触高分辨成像与定量评估。

一、传统方法受限，非接触检测成新方向

目前，X射线、扫描声学显微镜（SAM）等手段虽可用于电池检测，但或需耦合液、或存在辐射风险，且对多层软包结构分辨率有限。而XARION激光超声无损检测技术通过全光学方式激发与接收超声波，无需接触、无需耦合剂，特别适合密封电池的原位分析。

二、激光+光学麦克风，构建“隔空听诊”系统

研究团队搭建的检测系统由脉冲激光器与XARION光学麦克风（Eta450 Ultra）组成。激光在电池表面激发超声波，当声波穿过含气区域时，因气体与电极材料声阻抗失配，信号显著衰减。XARION光学检测仪通过空气直接捕获这一变化，生成C-scan图像。

实验显示：含气区域超声信号幅值比正常区低38 mV，差异清晰可辨。通过优化激光参数，缺陷宽度测量误差控制在1.32%以内，验证了方法的高重复性与精度。

三、真实电池验证，结果与SAM高度一致

研究不仅测试了人工植入气泡的方形电池，还对实际生产的软包电池进行检测。XARION激光超声无损检测结果与传统扫描声学显微镜图像高度吻合，证明其在真实场景中的可靠性。系统有效工作频段为50–130 kHz，主频约60 kHz，足以分辨毫米级缺陷。

值得注意的是，聚焦精度对成像质量影响显著：仅偏离焦点2 mm，测量误差即升至13%以上——这也凸显了XARION系统在光路稳定性与操作规范上的重要性。

四、不止于电池：XARION无损检测技术拓展多领域应用

得益于其非接触、抗电磁干扰、适用于非导体等特性，XARION无损检测技术在多个前沿领域展现潜力：

• 复合材料（如碳纤维板）分层/脱粘检测
• 微电子封装空洞与翘曲分析
• 航空航天结构健康监测
• 新能源材料研发中的原位表征

随着对材料内部结构动态演化研究需求增长，XARION光学检测仪正成为科研用户探索微观世界的新选择。

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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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