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超声波“透视眼”无损检测软包电池

时间:2020-08-28 14:34来源:中国检测网 网络转载 作者:金岩科技 点击:
锂离子电池是移动电子、电动汽车和大型储能站中最成功的储能装置。然而,锂离子电池在能量密度、循环寿命和安全性等方面仍面临挑战。近年来,许多新的表征方法被应用于锂离子
  

锂离子电池是移动电子、电动汽车和大型储能站中最成功的储能装置。然而,锂离子电池在能量密度、循环寿命和安全性等方面仍面临挑战。近年来,许多新的表征方法被应用于锂离子电池的研究中,然而能够表征软包电池内部结构的无损原位检测方法仍然少见。目前,迫切需要廉价、方便、快速的表征方法来研究锂离子电池内电解质和气体的相关变化,这将有利于提高锂离子电池的安全性。


超声波扫描仪原理说明

近日,加拿大达尔豪斯大学教授Jeff. R. Dahn、华中科技大学教授黄云辉和副教授沈越合作在《焦耳》上发文,研究利用自行设计和制造的新型超声波扫描机,测量软包电池的局部超声透射率,并将其用于成像。通过这种超声成像技术能够清楚地观察到电池的润湿过程,可作为一种非常灵敏的探测锂离子软包电池失效机制的方法。

根据论文内容,超声波从一侧的聚焦换能器发射,穿透电池,并被另一侧的另一个换能器接收。在聚焦超声束路径上,材料物理性质的变化会影响传输的超声波信号。由于超声波是一种机械波,它需要一种介质来传播。电池中的电极可以看作是紧密堆积的微粒,当电极干燥时,超声波只能通过粒子间的直接接触传播。这些不规则粒子会产生大量的反射和折射,导致超声信号的快速衰减。超声波的大部分能量被这些粒子之间的摩擦所消耗。但是,如果电极被电解液润湿,电解液可以作为声波的介质,为超声波传播提供额外的路径。因此,超声成像对锂离子电池的润湿状态非常敏感,可以用来研究锂离子电池的干燥和“未浸润”。

研究人员开发的超声波成像技术是一种非常有用的无损检测方法,可以用来检查软包电池内电解质和/或气体的状态。超声波透射成像可以快速确定电池的最小电解液注入量和润湿时间,有助于优化电池制造工艺。因此,该技术可用于研究电池老化,并在不拆卸电池的情况下找到电解液干涸或“未润湿”的证据。
(责任编辑:金岩科技)
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