萬龍精益導控Feli系列電池超聲波檢測系統助力鈉離子電池產業升級

萬龍精益導控Feli系列電池超聲波檢測系統助力北航王華團隊成功研發出一種能夠支持3C快充的安時級鈉離子軟包電池。

鈉離子電池因資源豐富、成本低、環境友好、安全性高等特性使得鈉離子電池被視為一種極具前景的儲能裝置。同時，鈉離子憑借其相對較小的斯托克斯半徑與較低的去溶劑化能特性，在快充技術領域展現出巨大潛力。然而，一個顯著挑戰在于硬碳（HC）負極因其嵌鈉電位較低（<0.1 V），傾向于產生析鈉現象，這限制了實際能量型鈉離子軟包電池的充電倍率，往往難以達到1C以上。針對這一難題，王華教授團隊近日采用創新的磷-硫（P-S）界面化學策略，成功研發出一種能夠支持3C快充的安時級鈉離子軟包電池。通過精細調控電解液成分，他們構建了一種富含Na₃PO₄和Na₂SO₄的固體電解質界面（SEI），該界面展現出卓越的界面動力學性能。具體而言，Na₃PO₄的存在促進了內亥姆霍茲層附近形成弱離子-溶劑配位，顯著降低了Na+的去溶劑化能壘；同時，Na₂SO₄因其本征的高離子電導率特性，進一步加速了Na+在SEI中的遷移速率。這一創新策略使得O₃-Na(Ni₁/3Fe₁/3Mn₁/3)O₂||HC軟包電池在保持126 Wh kg-1的高能量密度的同時，實現了3C快充的能力，并且在歷經200次充放電循環后，仍能保持91.5%的初始容量。此外，采用該策略的功率型Na₃V₂(PO₄)3||HC軟包電池更是展現出了驚人的50C超快充能力，這一性能遠超以往報道的高功率鈉離子電池，標志著鈉離子電池技術在快充領域取得了重大突破。相關研究成果以“Realizing a 3C Fast-Charging Practical Sodium Pouch Cell”為題發表于國際知名期刊Angewandte Chemie International Edition。趙晉輝，藍昊，楊光澤和朱喬楠為共同第一作者，河北工業大學王恭凱研究員為共同通訊作者。

北京萬龍精益導控技術有限公司Feli系列電池超聲波檢測系統作為電池無損原位表征平臺工具正好補充了這一技術，對于提高研發工藝、提升生產工藝，提高鈉電池的安全性，助力提高電池良品率都有著深遠的影響。

鈉電領域標志性成果:北航王華團隊實現鈉電軟包常溫3C快充，-20°C下0.5C充電，通過超聲成像技術分析結果進一步證實了3C快充的安時級鈉離子軟包電池的安全性及穩定循環。
利用萬龍精益導控先進的超聲成像技術監控并直觀展現軟包電池內部的氣體演變動態。值得注意的是，在使用了改性電解液的軟包電池內部，未觀測到任何白色區域的存在，這一觀察結果與含有普通商用電解液的電池截然不同，后者內部顯現出了顯著的白色區域，這證明了在充放電循環期間未有明顯的氣體生成現象，證明了軟包電池的安全、穩定循環。

北京萬龍精益導控技術有限公司電池超聲波檢測系統在鈉離子電池研究中具有重要應用，主要通過超聲波無損的檢測手段，對電池內部結構、狀態和性能進行實時監測和分析。以下是在鈉離子電池研究中的具體應用方向及優勢：

1. 檢測電池內部結構與缺陷

電極與隔膜狀態分析 ：超聲波可穿透電池外殼，檢測電極（正極/負極）的均勻性、涂層厚度、孔隙率等，以及隔膜的完整性（如褶皺、裂紋）。

缺陷識別 ：快速發現制造過程中的缺陷（如氣泡、異物、電極斷裂），提升電池一致性。

2. 實時監測充放電過程

鈉離子嵌入/脫出行為 ：通過超聲波信號變化（如聲速、衰減）反映電極材料在循環過程中的體積變化（如硬碳負極的膨脹/收縮），關聯電化學性能。

電解液分布與潤濕性 ：超聲波對電解液填充狀態敏感，可優化注液工藝，避免干區問題。

3. 電池健康狀態（SOH）評估

老化機制研究 ：通過長期監測超聲波參數（如聲阻抗），分析鈉離子電池的老化模式（如SEI膜生長、活性材料剝落）。

壽命預測 ：建立聲學特征與容量衰減的關聯模型，實現無損壽命評估。

4. 安全預警

析鈉（枝晶）檢測 ：超聲波對電極表面微觀形貌敏感，可早期識別鈉枝晶的生長（可能導致短路）。

熱失控預防 ：監測電池內部溫度分布或氣體生成（如異常產氣導致聲學信號突變）。

5. 材料與工藝優化

新型材料驗證 ：對比不同電極材料（如層狀氧化物、聚陰離子化合物）的聲學響應，優化材料設計。

工藝參數調優 ：例如，超聲檢測可指導電極壓實密度、輥壓工藝的改進。

萬龍精益導控Feli系列電池超聲波檢測系統設備介紹
Feli 系列電池超聲波檢測系統是一種無損原位表征手段，廣泛應用于電池生產廠、高校、研究院所，以及電池回收利用等領域，可用于電池研發實驗室，生產工藝室、質量部、生產過程的抽檢、出廠檢測、電池安全壽命預測等部門。

利用聲波對電芯內物理化學變化的敏感性進行原位無損的成像，進而得到電池內部狀態變化信息。實現了對電池內電解液浸潤狀態、副反應產氣、析鋰、固化狀態、極片缺陷、隔膜褶皺等特征的無損表征成像。

可實現多種顯示功能：A掃描波形、B掃描斷面圖、C掃描圖像、D掃描顯示、層析等。可通過缺陷識別功能統計析鋰面積、氣泡面積、浸潤效果等數據。

相較于傳統電池檢測手段，電池超聲檢測技術具有效率高、成本小、無污染且定位精準的特點，為電芯研究、生產、服役、梯次回收提供了有效的原位免拆解表征手段。

該技術可用于：軟包電池、硬殼電池、固態電池等
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