清华大学化工系刘凯团队创新性地开发了自折叠锂盐，万龙精益导控Feli系列电池超声波检测系统助力刘凯团队对不同电解液体系下锂金属软包电池在高压、大倍率、低 N/P 与低 E/C 等苛刻条件下的产气行为和内部缺陷进行原位评估。通过万龙精益导控超声成像技术分析结果进一步证实分子工程设计的 LiFOA 电解液能够显著减小产气并提升电芯内部结构均一性；该方法无需拆解电芯，即可对电池健康状态进行快速、非破坏性的筛查。

清华大学化工系刘凯团队在Journal of the American Chemical Society（JACS）发表研究论文，他们通过“自折叠”设计一类半氟化不对称功能锂盐（LiFOA），在保证高离子迁移数与界面低阻的同时，抑制析气并构建兼具“非牺牲自清洁”能力的 SEI/CEI，使锂金属软包电池在苛刻快充快放条件下实现高能量密度与高功率密度兼备。实测软包电池在 0.1C下能量密度可达523Wh?kg^-1，在5C下峰值功率密度达1782W?kg^-1，并保持优异循环与安全性表现。本文第一作者为欧宇、夏迎春，通讯作者为刘凯。

研究中，引入万龙精益导控Feli系列超声无损检测手段，对不同电解液体系下锂金属软包电池在高压、大倍率、低 N/P 与低 E/C 等苛刻条件下的产气行为和内部缺陷进行原位评估。测试时由发射与接收探头穿透电芯传播超声波，记录透射信号的峰–峰值（PPV）和衰减程度，并通过 C-scan 成像将其转化为电芯内部气体积聚/缺陷区域的空间分布，从而实现对鼓包和内部非均一性的定量表征。结合体积膨胀数据，进一步计算不同电解液对应的缺陷面积比例，证实分子工程设计的 LiFOA 电解液能够显著减小产气并提升电芯内部结构均一性；该方法无需拆解电芯，即可对电池健康状态进行快速、非破坏性的筛查。

（图源 清华大学-万龙精益导控）

北京万龙精益导控技术有限公司电池超声波检测系统是一种非侵入式、高精度的检测技术，在电池材料（尤其是电解液、锂盐等）的研究和生产中具有重要应用。

以下是超声波检测系统在锂盐及相关电池材料中的具体应用方向和技术优势：

1. 锂盐材料制备与质量控制

1）均匀性检测 ：

超声波在材料中的传播速度与介质密度、弹性模量相关。通过测量超声波在锂盐（如LiPF?、LiFSI等）溶液或固态电解质中的传播特性，可评估其浓度、分散均匀性或结晶状态，避免局部析出或团聚。

2）杂质监测 ：杂质或水分会影响锂盐的稳定性。超声波衰减系数可反映材料内部的异质性，帮助识别微小杂质或水分含量异常。

2. 电极浆料制备过程监控

1）浆料分散性评估 ：

锂盐作为电解液的关键组分，其与溶剂、粘结剂的混合均匀性直接影响电池性能。超声波检测可实时监测浆料的黏度、颗粒分布（如LiCoO?、石墨等），优化搅拌工艺。

2）气泡检测 ：

超声波对气泡高度敏感，可识别浆料中的微小气泡（气泡会导致涂层缺陷），确保电极涂布质量。

3. 固态电解质界面（SEI）研究

1）SEI层厚度与形貌表征 ：

通过高频超声波反射信号，可非破坏性测量锂金属负极表面SEI层的厚度和致密性，评估不同锂盐（如LiTFSI vs. LiPF?）对SEI形成的影响。

2）动态演化监测 ：

在电池循环过程中，超声波可实时追踪SEI层的生长、破裂或再生，为锂盐添加剂（如VC、FEC）的优化提供数据支持。

4. 电池健康状态（SOH）诊断

1）锂枝晶检测 ：

超声波可穿透电池外壳，检测锂金属负极表面的枝晶生长（枝晶会导致短路）。通过信号衰减或反射模式变化，预警潜在安全隐患。

2）电解液降解分析 ：

锂盐分解或电解液老化会改变声学阻抗。通过对比新/旧电池的超声波响应，推断电解液降解程度。

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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