Các khiếm khuyết của pin có thể dẫn đến quá nhiệt hoặc thậm chí cháy nổ, đặc biệt là pin lithium-ion sử dụng trong điện thoại, máy tính xách tay, xe đạp điện, ô tô. Để giúp ngăn ngừa những lỗi tiềm ẩn nguy hiểm này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Drexel, Hoa Kỳ nghiên cứu phương pháp mới để nhìn vào bên trong pin bằng siêu âm.

Trong nghiên cứu gần đây, công bố trên Electrochimica Acta, nhóm nghiên cứu chỉ ra cách sử dụng sóng âm để kiểm tra hoạt động bên trong của pin. Phương pháp siêu âm này không gây hại hoặc làm gián đoạn hiệu suất của pin, nhưng có thể phát hiện những lỗi sâu bên trong, như vết nứt hoặc tích tụ khí nguy hiểm, có thể dẫn đến pin quá nóng hoặc hỏng.

Siêu âm, một phương pháp mượn từ y học và khoa học trái đất, hiện được áp dụng để thử nghiệm pin và nhóm nghiên cứu cho thấy phương pháp này hữu ích và dễ dàng như thế nào. Phương pháp của họ sử dụng công cụ gọi là kính hiển vi âm học, có chức năng gửi sóng âm năng lượng thấp qua pin.

Khi sóng di chuyển qua các phần khác nhau của pin, chúng thay đổi tốc độ tùy thuộc vào vật liệu mà chúng đi qua. Điều này giúp các nhà khoa học có được bức tranh chi tiết về những gì xảy ra bên trong pin. Ví dụ, sự hiện diện của khí, dấu hiệu cảnh báo sớm về sự cố, có thể phát hiện rõ ràng.

Một lợi thế lớn của phương pháp này là nó rẻ hơn và nhanh hơn nhiều so với sử dụng tia X, phương pháp đang được một số nhà sản xuất pin sử dụng, nhưng tốn kém và mất nhiều thời gian. Theo nhóm nghiên cứu, mặc dù pin lithium-ion xuất hiện trong nhiều thập kỷ, nhưng chỉ đến gần đây chúng ta mới có đủ công cụ chính xác để nhìn vào bên trong pin theo thời gian thực.

Công nghệ này giúp các kỹ sư nhanh chóng hiểu được các vấn đề về pin và điều chỉnh thiết kế ngay tại chỗ. Họ cũng tạo ra phần mềm nguồn mở để các nhà nghiên cứu khác có thể sử dụng công cụ này mà không cần phải xây dựng hệ thống mới từ đầu.

Nhìn về phía trước, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ cải thiện kỹ thuật này hơn nữa, cho phép quét sâu hơn, tạo ra hình ảnh 3D để phát hiện lỗi tốt hơn. Mục tiêu cuối cùng của họ là biến thử nghiệm siêu âm thành một phần bình thường của thiết kế pin và kiểm tra an toàn, giúp phát hiện pin lỗi trước khi chúng trở thành mối nguy hiểm.