Li-Ga液态金属电池界面反应过程的原位检测

摘要

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Li_(2)Ga_(7)的声阻抗大于液态金属Ga;当放电产物Li_(2)Ga_(7)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Li_(2)Ga_(7)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.