磁成像技术：动力电池全生命周期安全无损监测新路径

随着电动汽车在全球范围内加速普及，动力电池作为车辆的核心动力源，其性能直接决定了电动汽车的动力输出、续航里程与使用体验。锂离子电池凭借高能量密度的显著优势，成为当前动力电池的主流选择，但这一特性也使其安全隐患愈发凸显、安全风险进一步放大。近年来，全球范围内电动汽车自燃、起火事故频发，不仅造成了财产损失与安全威胁，也引发了社会各界对动力电池可靠性、安全性的广泛关注与高度警惕，推动行业加快探索更高效的安全监测与防控技术。

然而，电动汽车电池安全的检测方法较为有限。最常见的应用方法是基于电池组电压–电流输出曲线的电流检测技术。该分析方法无法直接、准确地反映电池组串联或并联后的缺陷位置，且批量检测效率低下。因此，亟需开发一种无损技术(NDT)，以监测电池在生产、运输、运行及其他过程中的工作状态，及时发现并更换故障电池，降低电动汽车事故率。

此前已有部分无损检测（NDT）方法的报道，例如使用热成像手段追踪电池内部结构损伤与热行为演化；通过电化学–声学飞行时间实验，结合密度与模量变化评估荷电状态与健康状态；或采用中子成像原位定量锂浓度，监测充电过程中电极膨胀。但这些方法在检测效率、系统分辨率与电池结构分析方面仍存在局限。

2022年，中国科学院上海硅酸盐研究所与上海机动车检测认证技术研究中心联合团队，搭建了16通道磁电传感器阵列，配合扫描平台与高速数据采集系统，设计了一套专用于动力电池健康监测的磁成像（MIT）装置。

基于电磁学原理，电池内部电流分布决定表面磁场分布，健康电池与受损电池在充电过程中的电流分布不同，磁场分布也存在差异。通过在充电瞬间扫描电池表面获取磁场分布图，对比健康与故障电池的差异，便可定位磁场异常区域。相关研究成果以《动力电池健康监测：基于磁电传感器的磁成像方法》（Power Batteries Health Monitoring: A Magnetic Imaging Method Based on Magnetoelectric Sensors）为题发表在《Materials》上。