超声波断层成像技术在棱柱形锂离子电池内部温度分布无损监测中的应用研究

为解决棱柱形锂离子电池(Li-ion)内部温度分布监测难题，来自Nanyang Technological University的研究团队开发了一种基于超声波速度温度敏感性的断层成像技术。该技术通过外围测量实现非破坏性实时热成像，成功识别出传统表面热电偶无法检测的极耳附近高温区，为电动汽车等应用场景的电池热管理提供了精准反馈机制，显著降低热失控风险。

　　

在交通领域广泛应用的棱柱形锂离子电池(Li-ion)面临严峻的热管理挑战——表面与内部温度差异常导致热异常漏检，可能引发不可逆热危害。这项突破性研究巧妙利用超声波传播速度的温度依赖性，通过环绕式测量数据重建断层图像，首次实现了电池内部温度场的无损可视化监测。

紧凑的超声层析成像系统(ultrasound tomography)能在连续放电过程中精准捕捉极耳(tab)附近的高温热点，这些区域往往被表面热电偶(thermocouple)所忽略。该技术不仅具备实时监测能力，其模块化设计更便于原位部署，为动力电池组提供了革命性的温度反馈机制。实验证实，这种创新方法可提前预警热失控(thermal runaway)风险，同时优化电池性能，对电动汽车(EV)等应用场景的电池安全管理具有里程碑意义。

值得注意的是，该技术已申请新加坡临时专利(10202501450W)，其商业化应用或将重塑电池健康监测领域的技术格局。研究团队特别声明，除张圣元(Shengyuan Zhang)和范征(Zheng Fan)两位专利发明人外，其余作者均无利益冲突。