高速X射线技术揭示电池单体内部隐秘动态行为
发布时间:2026-08-27        点击数量:45

这套系统融合了高性能X射线技术、专属设计的电池测试腔体及先进传感系统,可同步采集温度、压力、电压和气体流量数据。系统每秒最多可记录1 000幅图像,并以极高分辨率揭示电池单体内部的气体生成、材料位移和裂纹扩展等动态过程——这些现象此前一直无法被直接观测。

 

Fraunhofer EMI电池安全负责人Sebastian SCHOPFERER博士表示:“我们的原位检测方法能够以最高分辨率实时捕捉到电池单体内部毫秒级的变化过程。这从根本上改变了我们对电池设计和安全性的理解。”

 

该项技术的另一项关键工程突破,是成功开发出专用防护舱,可承受锂离子电池单体进入热失控时出现的极端条件,能够可靠地保护敏感的X射线组件不受损坏。

 

Fraunhofer EMI已运用该系统,为包括大众汽车集团、奥迪汽车公司等多家德国整车制造商开展检测服务,以表征热失控期间材料喷射特征,以及失效在多电池模组配置下的热蔓延现象。基于采集的实测数据,工程师能够根据直接观测到的热失控过程来评估电池单体设计方案,并以更高精度修正仿真模型,为产品开发和认证流程创造直接的附加价值。

 

下一阶段,Fraunhofer EMI与PowerCo将共同推动该技术的工业化应用。双方合作的初步成果已应用于PowerCo的量产电池优化开发工作,加快了从实验室研究到工业化落地的进程。该系统计划于2028年在PowerCo位于德国萨尔茨吉特的工厂完成安装部署。

 

该系统采用模块化平台架构设计,可灵活扩展以适配不同规格的电池单体尺寸和新型电池化学体系。PowerCo首席技术官H W VASSEN表示:“凭借原位高速X射线成像技术,我们正在将电池研究提升到一个新高度。我们将能够实时并以慢动作方式呈现电池单体内部的动态变化过程。这种前所未有的洞察深度,使我们得以高度精准地优化电池单体的安全性和设计,并将创新成果更快推向工业化应用。我们正在与Fraunhofer EMI携手,推进‘欧洲制造’的高科技发展,巩固欧洲在全球电池产业中的地位。”