Li-Ga液态金属电池界面反应过程的原位检测

作者：王玮^*; 邹秉辰; 侯捷; 周万里; 罗建平; 王康丽; 蒋凯^*

来源：高等学校化学学报, 2022, 43(10): 122-127.

DOI：10.7503/cjcu20220261

• 液态金属电池
• 原位检测
• 超声脉冲反射技术
• 全聚焦相控阵超声成像技术

采用A型扫描超声脉冲反射技术,对40℃Li-Ga液态金属电池放电过程进行实时原位检测.通过辨识正极界面超声信号指纹区,发现正极界面的回波声压随液态金属电池放电容量的增加而增大,表明放电产物Li2Ga7的声阻抗大于液态金属Ga;当放电产物Li2Ga7完全覆盖正极表面时,正极界面的回波声压较初始状态增大约45%；归纳了不同放电阶段超声回波声压随放电容量的变化规律,提供了判断电池状态的依据.采用全聚焦相控阵超声三维成像技术,对放电产物Li2Ga7在正极界面的形成过程进行可视化分析,发现放电产物优先在正极界面中心区形成并聚集,与放电1.4 mA·h的光学成像结果吻合,揭示了Li-Ga液态金属电池放电过程中正极界面的传质特性.总结归纳了超声回波信号与电池放电容量间的耦合关系,建立了定量分析的工作曲线,发展了一种液态金属电池正极界面过程原位无损检测的新方法.

• 单位
  强电磁工程与新技术国家重点实验室; 电子工程学院; 材料成形与模具技术国家重点实验室; 华中科技大学