浏览全部资源
扫码关注微信
Progress in Ultrasonic Detection of Defects in Lithium Batteries
- Journal of Instrumental Analysis Vol. 43, Issue 12, Pages: 2043-2052(2024)
- 作者机构：
1.广州海关技术中心，广东 广州 510000
2.华南理工大学 机械与汽车工程学院，广东 广州 510641
3.无锡领声科技有限公司，江苏 无锡 214000
- 作者简介：
- 基金信息：
DOI：10.12452/j.fxcsxb.24031902
CLC： O657.1;TM911Published：15 December 2024，
Received：19 March 2024，
Revised：08 July 2024，
- 稿件说明：
移动端阅览
李浩,夏广,姜伟,陆瑞强,刘超,莫梁君,郑志军,邓哲.超声检测锂电池缺陷的应用进展[J].分析测试学报,2024,43(12):2043-2052.
LI Hao,XIA Guang,JIANG Wei,LU Rui-qiang,LIU Chao,MO Liang-jun,ZHENG Zhi-jun,DENG Zhe.Progress in Ultrasonic Detection of Defects in Lithium Batteries[J].Journal of Instrumental Analysis,2024,43(12):2043-2052.
李浩,夏广,姜伟,陆瑞强,刘超,莫梁君,郑志军,邓哲.超声检测锂电池缺陷的应用进展[J].分析测试学报,2024,43(12):2043-2052. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.24031902.
LI Hao,XIA Guang,JIANG Wei,LU Rui-qiang,LIU Chao,MO Liang-jun,ZHENG Zhi-jun,DENG Zhe.Progress in Ultrasonic Detection of Defects in Lithium Batteries[J].Journal of Instrumental Analysis,2024,43(12):2043-2052. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.24031902.
摘要
近年来，我国大力推动新能源技术的发展。随着新能源技术的全面普及，行业内对锂电池的安全性能和储能性能有着更高的要求，因此对电池内部信息进行更深入的了解和研究显得尤为重要。由于电池内部环境相对封闭，常规方法很难获取到理想的电池内部信息，超声无损检测技术的应用实现了对锂电池内部信息准确、高效的原位表征。该文首先对超声检测技术的原理和主要应用领域进行了简要综述，并总结了该技术在电池检测领域中应用的相对优势。其次，概述了超声检测技术在锂电池领域的应用，包括电解液浸润性检测、析锂检测、内部产气检测、荷电状态和健康状态检测、电解质界面稳定性检测。最后，对超声检测技术在锂电池领域的未来发展前景进行了展望。
Abstract
In recent years，China has vigorously promoted the development of new energy technology. With the comprehensive popularization of new energy technology，the industry has higher requirements for the safety performance and energy storage performance of lithium batteries，so it is particularly important to conduct a deeper understanding and research on the internal information of batteries. Due to the relatively closed internal environment of the battery，it is difficult to obtain the ideal internal information of the battery by conventional methods. The application of ultrasonic nondestructive testing（NDT） technology realizes the accurate and efficient in-situ characterization of the internal information of the lithium battery. In this paper，the principle and main application fields of ultrasonic non-destructive testing are briefly reviewed，and the relative advantages of NDT in the field of battery testing are summarized. Secondly，the paper summarizes the application of ultrasonic technology in the field of lithium batteries，including electrolyte infiltration detection，lithium analysis detection，internal gas production detection，charge state and health state detection，electrolyte interface stability detection. Finally，the future development prospects of ultrasonic testing technology in the field of lithium batteries are prospected.
关键词
超声检测锂电池电池缺陷电池检测技术
Keywords
ultrasonic detectionlithium batterybattery defectsbattery testing technology
references
He J R，Chen Z J，Luo X H. J. Phys.：Conf. Ser.，2020，1592（1）：012011.
Jiang B T，Yan S G，Huang J，Zhang B X.15th Symposium on Piezoelectricity，Acoustic Waves，and Device Applications，Zhengzhou，China，2021.
Fidali M. Appl. Cond. Monit.，2017：191-201. DOI：10.1007/978-3-319-62042-8_18http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-62042-8_18.
Wang Z，Shi Y W. J. Aeronaut. Mater. 王铮，史亦韦. 航空材料学报），2006，（3）：357-358.
Paz da Silva F，Matos R S，da Fonseca Filho H D，da Silva M R P，Ţălu Ş，dos Santos Y T B，da Silva I C，Martins C O D. Measurement，2023，218：113221.
Song H，Popovics J S. Appl. Sci.，2019，9（15）：3005.
Zhang L，Liu R，Liu R H，Wu M F，Ye S M. Quant. Imaging Med. Surg.，2023，13（10）：7194.
Deng Z，Huang Z Y，Shen Y，Huang Y H，Ding H，Luscombe A，Johnson M，Harlow J E，Gauthier R，Dahn J R. Joule，2020，4（9）：2017-2029.
Feng Q，Liang S S，Jia H J，Stadlmayr A，Tang L Q，Lan Z，Zhang D Y，Xia H H，Xu X Y，Jie Z Y. Nat. Commun.，2015，6（1）：6528.
Rong G L，Zhang X Y，Zhao W，Qiu Y C，Liu M N，Ye F M，Xu Y，Chen J F，Hou Y，Li W F. Adv. Mater.，2017，29（13）：1606187.
Finegan D P，Vamvakeros A，Cao L，Tan C，Heenan T M，Daemi S R，Jacques S D，Beale A M，Di Michiel M，Smith K. Nano Lett.，2019，19（6）：3811-3820.
Lee J Z，Wynn T A，Schroeder M A，Alvarado J，Wang X F，Xu K，Meng Y S. ACS Energy Lett.，2019，4（2）：489-493.
Wu Y，Saxena S，Xing Y J，Wang Y R，Li C，Yung W K，Pecht M. Energies，2018，11（4）：925.
Deng Z，Shen Y，Liu L，Huang Z Y，Huang Y H. China Patent（邓哲，沈越，刘磊，黄震宇，黄云辉. 中国专利），CN108963356B. ［2020-12-29］.
Zhou Y. A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering. Wuhan：Huazhong University of Science and Technology（周宇. 超声无损技术用于锂离子电池负极析锂的探究. 武汉：华中科技大学），2019.
Gallus D R，Wagner R，Wiemers-Meyer S，Winter M，Cekic-Laskovic I. Electrochim. Acta，2015，184：410-416.
An S J，Li J，Daniel C，Mohanty D，Nagpure S，Wood III D L. Carbon，2016，105：52-76.
Blomgren G E. J. Power Sources，2003，119/121：326-329.
Yang Y G，Zhang Z T，Yue H Y，Wang L，Yin Y H，Zhang X G，Zhang C M，Yang S T. J. Power Sources，2020，464：228241.
Huang K. Electrolyte Based on Ultrasonic Imaging Study on Filling Process of Lithium-ion Battery. Wuhan：Huazhong University of Science and Technology（黄锴. 基于超声波成像技术的锂离子电池电解液浸润性研究. 武汉：华中科技大学），2019.
Louli A，Eldesoky A，Weber R，Genovese M，Coon M，deGooyer J，Deng Z，White R，Lee J，Rodgers T. Nat. Energy，2020，5（9）：693-702.
Kong W H，Li H，Huang X J，Chen L Q. J. Power Sources，2005，142（1）：285-291.
Bartsch T，Strauss F，Hatsukade T，Schiele A，Kim A Y，Hartmann P，Janek J，Brezesinski T. ACS Energy Lett.，2018，3（10）：2539-2543.
Jung R，Metzger M，Maglia F，Stinner C，Gasteiger H A. J. Phys. Chem. Lett.，2017，8（19）：4820-4825.
Li H，Zhou Z. Sensors，2019，19（10）：2391.
Xin X D，Zhang Z P，Zhao B，Guo N，Tian P F，Li P. China Patent（辛晓冬，张振朋，赵博，郭扭，田鹏飞，李鹏. 中国专利），10137696.1. ［2018-07-06］.
Vetter J，Novák P，Wagner M R，Veit C，Möller K C，Besenhard J O，Winter M，Wohlfahrt-Mehrens M，Vogler C，Hammouche A. J. Power Sources，2005，147（1）：269-281.
Cheng X B，Zhang R，Zhao C Z，Zhang Q. Chem. Rev.，2017，117（15）：10403-10473.
von Lüders C，Zinth V，Erhard S V，Osswald P J，Hofmann M，Gilles R，Jossen A. J. Power Sources，2017，342：17-23.
Zhang H Y，Zhang X R，Shen Z Y，Peng X，Wang F H，Xu F，Zhao X. J. Energy Storage，2024，85：110976.
Ning Z，Li G，Melvin D L R，Chen Y，Bu J，Spencer-Jolly D，Liu J，Hu B，Gao X，Perera J，Gong C，Pu S D，Zhang S，Liu B，Hartley G O，Bodey A J，Todd R I，Grant P S，Armstrong D E J，Marrow T J，Monroe C W，Bruce P G. Nature，2023，618（7964）：287-293.
Huo H Y，Huang K，Luo W，Meng J T，Zhou L Y，Deng Z，Wen J Y，Dai Y M，Huang Z M，Shen Y. ACS Energy Lett.，2022，7（2）：650-658.
Wang H，Cui X D，Wang J H，Chen Y Z，Hua L，Yang L，Lin J. J. Electrochem. Soc.，2024，171（3）：030506.
Xu M K. A Method of Real-time Monitoring the State of Charge of Lithium-ion Battery by the Ultrasonic Wave. Wuhan：Huazhong University of Science and Technology（许明康. 基于超声波无损检测技术的锂离子电池SoC估算的探究. 武汉：华中科技大学），2020.
Zhou S J. Research on Lithium-ion Power Battery Capacity Estimation Based on Ultrasonic Detection and Neural Network. Wuhan：Huazhong University of Science and Technology（周世杰. 基于超声检测及神经网络的锂离子动力电池容量估算研究. 武汉：华中科技大学），2020.
Li W P. Ultrasonic Detection Method and Characterization Model Analysis of Lithium-ion Battery SOC. Hefei：Hefei University of Technology（李皖鹏. 锂电池SOC超声检测方法及表征模型分析. 合肥：合肥工业大学），2022.
Wu L F. Portable Rapid Battery Capacity Detection Device Based on Ultrasonic Detection Technology. Beijing：North China Electric Power University（吴立峰. 基于超声检测技术的便携式快速蓄电池容量检测装置研究. 北京：华北电力大学），2022.
Liu Y，Zhang R C，Hao W F. Ionics，2022，28（7）：3277-3288.
Hsieh A，Bhadra S，Hertzberg B，Gjeltema P，Goy A，Fleischer J W，Steingart D A. Energy Environ. Sci.，2015，8（5）：1569-1577.
Gold L，Bach T，Virsik W，Schmitt A，Müller J，Staab T E M，Sextl G. J. Power Sources，2017，343：536-544.
Ke Q D，Jiang S Z，Li W P，Lin W，Li X Y，Huang H H. J. Power Sources，2022，549：232031.
Davies G，Knehr K W，Van Tassell B，Hodson T，Biswas S，Hsieh A G，Steingart D A. J. Electrochem. Soc.，2017，164（12）：A2746-A2755.
Huang Z Y，Zhou Y，Deng Z，Huang K，Xu M K，Shen Y，Huang Y H. ACS Appl. Mater. Interfaces，2023，15（6）：8217-8223.
Berecibar M，Gandiaga I，Villarreal I，Omar N，Van Mierlo J，Van den Bossche P. Renewable Sustainable Energy Rev.，2016，56：572-587.
Ahwiadi M，Wang W. Trans. Instrum. Meas.，2019，68（3）：923-935.
Lipu M H，Hannan M，Hussain A，Hoque M，Ker P J，Saad M H M，Ayob A. J. Cleaner Prod.，2018，205：115-133.
Liu D T，Song Y C，Li L，Liao H T，Peng Y. J. Cleaner Prod.，2018，199：1050-1065.
Wu Y，Wang Y，Yung W K C，Pecht M. Electronics，2019，8（7）：751.
Zhang S Y，Zuo P，Yin X S，Fan Z. J. Energy Storage，2024，83：110715.
0
Views
123
下载量
0
CSCD
- L-PDFDownload
- Meta-XMLDownload
- BibTeXDownload
- EndnoteDownload
- RefMan Download
- NoteExpressDownload
- NoteFirstDownload
Publicity Resources
Related Articles
Related Author
Related Institution
- Address：100 Xianlie Middle Road, Guangzhou Postal code：510070
- Tel：020-87684776,37656606 Fax：020-87684776 Email：fxcsxb@china.com
- Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 粤ICP备12017312号-3
京公网安备11010802024621 - It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
- Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.
