一种锂离子电池超声波耦合介质的制作方法

本发明属于新能源，具体涉及一种锂离子电池超声波耦合介质。

背景技术：

1、锂离子电池作为一种典型的电化学储能装置，具有能量密度高、转换效率好、安装灵活、响应速率快等优点，目前已广泛应用于电网储能和新能源汽车。

2、超声检测技术作为一种被广泛应用于生物医疗、工业探伤等领域的传统检测技术，具有穿透力强、无损、灵敏度高、指向性好等特点。在针对电池的各种无损表征手段中，超声波扫描成像技术具有灵敏度高、低成本、不影响充放电等优势，其针对电池内部的电解液浸润、产气、析锂等特性行为的识别和电池内部的荷电状态soc(state of charge)、健康状态soh(state of health)预测具有良好应用潜质，已在电池领域得到广泛的开展和研究。

3、超声换能器与电池金属表面并不润湿，需要耦合材料作为传声介质来提升超声透射效率。然而，传统超声耦合介质(水、甘油、凝胶等)与锂离子电池声阻抗不匹配，声波在超声耦合介质与电池界面会强烈反射，使透射信号强度降低，造成信号失真，极大增加了信号处理分析难度。此外，传统凝胶类耦合剂溶剂易挥发，所产生的空隙会进一步阻断声波的传播，而常用的聚焦超声换能器易造成耦合剂空化，加速介质挥发造成声波衰减严重。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种锂离子电池超声波耦合介质，以改善锂离子电池与超声检测器件润湿程度，提高声波透射效率。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种锂离子电池超声波耦合介质，包括：环氧树脂、纳米氧化硅颗粒、氧化铈、氧化镧、琼脂和甘油；其中：环氧树脂质量占比为10％～60％，纳米硅氧化硅颗粒质量占比为15％～30％，纳米氧化铈颗粒质量占比为2％～3％，纳米氧化镧颗粒质量占比为3％～4.5％，琼脂质量占比为0.4％～1.5％，甘油为补充溶剂。

3、进一步地，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂中的一种或几种。

4、进一步地，所述纳米氧化硅颗粒粒径小于50nm，比表面积大于120m2/g。

5、进一步地，所述锂离子电池超声波耦合介质的密度大于1.5g/cm3。

6、进一步地，所述锂离子电池超声波耦合介质的各成分的质量占比分别为：环氧树脂质量占比为60％；纳米硅氧化颗粒质量占比为30％；纳米氧化铈质量占比为3％；纳米氧化镧质量占比为4.5％；琼脂质量占比为1.5％；补充溶剂甘油质量占比为1％。

7、进一步地，所述锂离子电池超声波耦合介质的各成分的质量占比分别为：环氧树脂质量占比为45％；纳米硅氧化颗粒质量占比为25％；纳米氧化铈质量占比为2.8％；纳米氧化镧质量占比为4％；琼脂质量占比为1％；补充溶剂甘油质量占比为19.2％。

8、进一步地，所述锂离子电池超声波耦合介质的各成分的质量占比分别为：环氧树脂质量占比为25％；纳米硅氧化颗粒质量占比为20％；纳米氧化铈质量占比为2.4％；纳米氧化镧质量占比为3.5％；琼脂质量占比为0.8％；补充溶剂甘油质量占比为49.1％。

9、进一步地，所述锂离子电池超声波耦合介质的各成分的质量占比分别为：环氧树脂质量占比为10％；纳米硅氧化颗粒质量占比为15％；纳米氧化铈质量占比为2％；纳米氧化镧颗粒质量占比为3％；琼脂质量占比为0.4％；补充溶剂甘油质量占比为69.6％。

10、实施本发明具有如下有益效果：本发明通过无机填料来调控介质硬度改善界面亲和效果，可改善锂离子电池与超声检测器件润湿程度，提高声波透射效率；本发明的锂离子电池超声波耦合介质具有与锂电池声阻抗接近、密度大、硬度可调、不易挥发等优点，有利于获得高信噪比透射超声信号。此外，该耦合剂制备方法简单，不易挥发，具有大规模应用前景。

技术特征：

1.一种锂离子电池超声波耦合介质，其特征在于，包括：环氧树脂、纳米氧化硅颗粒、氧化铈、氧化镧、琼脂和甘油；其中：环氧树脂质量占比为10％～60％，纳米硅氧化硅颗粒质量占比为15％～30％，纳米氧化铈颗粒质量占比为2％～3％，纳米氧化镧颗粒质量占比为3％～4.5％，琼脂质量占比为0.4％～1.5％，甘油为补充溶剂。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池超声波耦合介质，其特征在于，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池超声波耦合介质，其特征在于，所述纳米氧化硅颗粒粒径小于50nm，比表面积大于120m2/g。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池超声波耦合介质，其特征在于，所述锂离子电池超声波耦合介质的密度大于1.5g/cm3。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池超声波耦合介质，其特征在于，所述锂离子电池超声波耦合介质的各成分的质量占比分别为：环氧树脂质量占比为60％；纳米硅氧化颗粒质量占比为30％；纳米氧化铈质量占比为3％；纳米氧化镧质量占比为4.5％；琼脂质量占比为1.5％；补充溶剂甘油质量占比为1％。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池超声波耦合介质，其特征在于，所述锂离子电池超声波耦合介质的各成分的质量占比分别为：环氧树脂质量占比为45％；纳米硅氧化颗粒质量占比为25％；纳米氧化铈质量占比为2.8％；纳米氧化镧质量占比为4％；琼脂质量占比为1％；补充溶剂甘油质量占比为19.2％。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池超声波耦合介质，其特征在于，所述锂离子电池超声波耦合介质的各成分的质量占比分别为：环氧树脂质量占比为25％；纳米硅氧化颗粒质量占比为20％；纳米氧化铈质量占比为2.4％；纳米氧化镧质量占比为3.5％；琼脂质量占比为0.8％；补充溶剂甘油质量占比为49.1％。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池超声波耦合介质，所述锂离子电池超声波耦合介质的各成分的质量占比分别为：环氧树脂质量占比为10％；纳米硅氧化颗粒质量占比为15％；纳米氧化铈质量占比为2％；纳米氧化镧颗粒质量占比为3％；琼脂质量占比为0.4％；补充溶剂甘油质量占比为69.6％。

技术总结
本发明公开一种锂离子电池超声波耦合介质，包括：环氧树脂、纳米氧化硅颗粒、氧化铈、氧化镧、琼脂和甘油；其中：环氧树脂质量占比为10％～60％，纳米硅氧化硅颗粒质量占比为15％～30％，纳米氧化铈颗粒质量占比为2％～3％，纳米氧化镧颗粒质量占比为3％～4.5％，琼脂质量占比为0.4％～1.5％，甘油为补充溶剂。本发明通过无机填料来调控介质硬度改善界面亲和效果，可改善锂离子电池与超声检测器件润湿程度，提高声波透射效率；本发明的锂离子电池超声波耦合介质具有与锂电池声阻抗接近、密度大、硬度可调、不易挥发等优点，有利于获得高信噪比透射超声信号。此外，该耦合剂制备方法简单，不易挥发，具有大规模应用前景。

技术研发人员：杜进桥,陈思琳,田杰,刘子俊,黄锴,沈越
受保护的技术使用者：深圳供电局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14