万龙精益导控Feli系列电池超声波检测系统助力北航王华团队成功研发出一种能够支持3C快充的安时级钠离子软包电池。

钠离子电池因资源丰富、成本低、环境友好、安全性高等特性使得钠离子电池被视为一种极具前景的储能装置。同时，钠离子凭借其相对较小的斯托克斯半径与较低的去溶剂化能特性，在快充技术领域展现出巨大潜力。然而，一个显著挑战在于硬碳（HC）负极因其嵌钠电位较低（<0.1 V），倾向于产生析钠现象，这限制了实际能量型钠离子软包电池的充电倍率，往往难以达到1C以上。针对这一难题，王华教授团队近日采用创新的磷-硫（P-S）界面化学策略，成功研发出一种能够支持3C快充的安时级钠离子软包电池。通过精细调控电解液成分，他们构建了一种富含Na₃PO₄和Na₂SO₄的固体电解质界面（SEI），该界面展现出卓越的界面动力学性能。具体而言，Na₃PO₄的存在促进了内亥姆霍兹层附近形成弱离子-溶剂配位，显著降低了Na⁺的去溶剂化能垒；同时，Na₂SO₄因其本征的高离子电导率特性，进一步加速了Na⁺在SEI中的迁移速率。这一创新策略使得O3-Na(Ni_1/3Fe_1/3Mn_1/3)O₂||HC软包电池在保持126 Wh kg^-1的高能量密度的同时，实现了3C快充的能力，并且在历经200次充放电循环后，仍能保持91.5%的初始容量。此外，采用该策略的功率型Na₃V₂(PO₄)₃||HC软包电池更是展现出了惊人的50C超快充能力，这一性能远超以往报道的高功率钠离子电池，标志着钠离子电池技术在快充领域取得了重大突破。相关研究成果以“Realizing a 3C Fast-Charging Practical Sodium Pouch Cell”为题发表于国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition。赵晋辉，蓝昊，杨光泽和朱乔楠为共同第一作者，河北工业大学王恭凯研究员为共同通讯作者。

北京万龙精益导控技术有限公司Feli系列电池超声波检测系统作为电池无损原位表征平台工具正好补充了这一技术，对于提高研发工艺、提升生产工艺，提高钠电池的安全性，助力提高电池良品率都有着深远的影响。

钠电领域标志性成果:北航王华团队实现钠电软包常温3C快充，-20°C下0.5C充电，通过超声成像技术分析结果进一步证实了3C快充的安时级钠离子软包电池的安全性及稳定循环。

利用万龙精益导控先进的超声成像技术监控并直观展现软包电池内部的气体演变动态。值得注意的是，在使用了改性电解液的软包电池内部，未观测到任何白色区域的存在，这一观察结果与含有普通商用电解液的电池截然不同，后者内部显现出了显著的白色区域，这证明了在充放电循环期间未有明显的气体生成现象，证明了软包电池的安全、稳定循环。

北京万龙精益导控技术有限公司电池超声波检测系统在钠离子电池研究中具有重要应用，主要通过超声波无损的检测手段，对电池内部结构、状态和性能进行实时监测和分析。以下是在钠离子电池研究中的具体应用方向及优势：

1. 检测电池内部结构与缺陷

电极与隔膜状态分析 ：超声波可穿透电池外壳，检测电极（正极/负极）的均匀性、涂层厚度、孔隙率等，以及隔膜的完整性（如褶皱、裂纹）。

缺陷识别 ：快速发现制造过程中的缺陷（如气泡、异物、电极断裂），提升电池一致性。

2. 实时监测充放电过程

钠离子嵌入/脱出行为 ：通过超声波信号变化（如声速、衰减）反映电极材料在循环过程中的体积变化（如硬碳负极的膨胀/收缩），关联电化学性能。

电解液分布与润湿性 ：超声波对电解液填充状态敏感，可优化注液工艺，避免干区问题。

3. 电池健康状态（SOH）评估

老化机制研究 ：通过长期监测超声波参数（如声阻抗），分析钠离子电池的老化模式（如SEI膜生长、活性材料剥落）。

寿命预测 ：建立声学特征与容量衰减的关联模型，实现无损寿命评估。

4. 安全预警

析钠（枝晶）检测 ：超声波对电极表面微观形貌敏感，可早期识别钠枝晶的生长（可能导致短路）。

热失控预防 ：监测电池内部温度分布或气体生成（如异常产气导致声学信号突变）。

5. 材料与工艺优化

新型材料验证 ：对比不同电极材料（如层状氧化物、聚阴离子化合物）的声学响应，优化材料设计。

工艺参数调优 ：例如，超声检测可指导电极压实密度、辊压工艺的改进。

万龙精益导控Feli系列电池超声波检测系统设备介绍

Feli 系列电池超声波检测系统是一种无损原位表征手段，广泛应用于电池生产厂、高校、研究院所，以及电池回收利用等领域，可用于电池研发实验室，生产工艺室、质量部、生产过程的抽检、出厂检测、电池安全寿命预测等部门。

利用声波对电芯内物理化学变化的敏感性进行原位无损的成像，进而得到电池内部状态变化信息。实现了对电池内电解液浸润状态、副反应产气、析锂、固化状态、极片缺陷、隔膜褶皱等特征地无损表征成像。

可实现多种显示功能：A扫描波形、B扫描断面图、C扫描图像、D扫描显示、层析等。可通过缺陷识别功能统计析锂面积、气泡面积、浸润效果等数据。

相较于传统电池检测手段，电池超声检测技术具有效率高、成本小、无污染且定位精准的特点，为电芯研究、生产、服役、梯次回收提供了有效的原位免拆解表征手段。

该技术可用于：软包电池、硬壳电池、固态电池等

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