一种液态金属电池的原位检测方法及系统

1.本发明属于电池检测技术领域，更具体地，涉及一种液态金属电池的原位检测方法及系统。


背景技术：

2.液态金属电池是一类新型电化学储能技术，通常采用液态的li、na、ca、mg等电负性较小的金属作为负极，电负性更大的液态金属/合金作为正极，无机熔融盐作为电解质，由于密度差异和不相溶性自发地形成三层全液态结构。这种全液态结构能够有效避免传统固态电极在循环过程中的电极结构形变及枝晶生长问题，从而使液态金属电池具有超长服役寿命，同时液/液界面的快速传质动力学也赋予了此类电池优异的倍率性能。
3.不同于传统锂离子电池的嵌入/脱嵌反应，液态金属电池在循环过程中的电化学反应为正极的合金化/去合金化过程，放电时合金固形物在正极/电解质界面生长，充电时正极侧去合金化转变为液态电极。电池全液相结构的构建需要高的工作温度，电极材料对水、氧敏感的特性需要密封的电池结构，整个电池以厚度为3mm左右的不锈钢为外壳，这使得针对液态金属电池合金化过程的原位分析监测手段非常有限。应用于其它电化学储能体系的原位检测技术如原位xrd、原位sem、中子成像等技术，存在成本高昂、设备复杂、穿透力低、需额外设计电池结构等问题，无法适用于高温运行、结构密封的液态金属电池。
4.在申请公布号为cn 112903950 a的专利申请文件中，公开了一种液态金属电池高温原位无损检测的装置，在电池工作时，射线、超声波、电磁波从装置的入射窗口、入射孔进入，通过检测样品后从透射孔、透射窗口穿出，外接探测器收集信号并对其进行后续分析。装置的入射窗口、入射孔与电池密封部件平行。该装置能够实现在电池运行过程中无损检测部分构件的显微结构及形貌，分析液态金属电极、熔盐电解质对电池关键部件的腐蚀过程。但由于射线、电磁波无法穿透电池不锈钢外壳；若超声波从该装置的入射孔进入则无法传播至电池正极/电解质界面，所以该装置无法实现对液态金属电池内部正极表面电化学反应过程的原位观测。且由于设计结构限制，同一装置无法对不同体积的液态金属电池进行检测、分析，相应地，也无法对不同容量的电池进行检测、分析，在应用上有一定的局限性。
5.准确预测电池的荷电状态(state of charge，soc)是实现电池长效安全运行的理论基础和技术支撑，而soc作为一种电池内部状态变量，不能直接测量得到。在当前对液态金属电池的研究中，对单体电池soc的估计主要采用电化学测试程序根据soc定义来计算的安时积分法，这种方法会受到累计误差和电池状态变化的影响，一个循环的长期测试中难免会偏离真实值。根据等效电路建立模型估计soc的方法需要建立精准、有效的电池等效模型，辨识模型中的未知参数。2017年，王大磊等提出了一种基于二阶thevenin模型，采用扩展卡尔曼滤波算法估计液态金属电池荷电状态的方法，在实际工况测试中估算误差小于4％(doi：10.13334/j.0258-8013.pcsee.160520)。2019年，liu等提出了一种采用自适应无迹卡尔曼滤波法的液态金属电池荷电状态估计方法，采用该方法对电池soc进行估计时均
方根误差仅有0.2145(doi:10.1016/j.apenergy.2019.05.032)。上述基于等效电路估计液态金属电池soc的方法各有优劣，并未得到广泛的应用。
6.在申请公布号为cn 106772063 a的专利申请文件中，公开了一种用声波监测电池soc与soh(state of health)的方法及装置，该发明利用超声波穿透电池，收集声波穿透电池之后的声学参数，建立声学参数与电池状态间的关系从而实现对电池状态的实时分析。然而，由于超声波在气体中衰减程度较大，对于内含气体的液态金属电池，超声波透射后收集到的信号较弱，因此，超声波透射的方法不适于用内含气体液态金属电池；此外，由于超声波在透射过程中，会依次透过电池中的各个界面，因此，声波透射的方法也无法分析内含多重界面的电池中某一特定界面的变化。且无论是该发明中的装置还是中国发明专利cn 107238804 a中公开的装置，都无法适用于上下构型不对称、顶端装配密封结构的液态金属电池，无法实现对液态金属电池的状态监测。
7.总体而言，目前尚未有适合于液态金属电池合金化过程及液态金属电池soc的原位检测方法。


技术实现要素：

8.针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种液态金属电池的原位检测方法及系统，其目的在于，在不拆解液态金属电池的情况下，实现对液态金属电池中正极合金化/去合金化过程的准确检测。
9.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种液态金属电池的原位检测方法，包括如下步骤：
10.(s1)在液态金属电池正常运行的过程中，通过超声模块向液态金属电池发射超声波信号；超声模块与液态金属电池底部耦合，用于发射超声波，以及接收反射的回波信号；
11.(s2)通过超声模块接收液态金属电池反射的回波信号，并从中提取出由正极和电解质间界面反射的回波信号，作为目标回波信号；
12.(s3)计算目标回波信号的幅值变化量，并根据预先标定的幅值变化量与正极合金化程度的对应关系确定正极的合金化程度。
13.本发明通过与液态金属电池底部耦合的超声模块，自液态金属电池的底部向液态金属电池内部发射超声波，由于超声波具有较强的穿透力，且耦合的接触方式使超声模块与电池之间隔绝空气、紧密结合，保证了所发射的超声波能够进入到电池中；与传统的超声波透射检测不同，本发明在电池底部接收由电池内部反射的回波信号进行分析，甄别出由正极/电解质界面反射的回波信号；实验发现，正极/电解质界面处反射的回波信号能够准确反映界面变化，并且回波信号的幅值变化量与正极合金化的程度存在特定的对应关系，本发明基于该回波信号及预先标定的对应关系确定合金化程度，能够实现对正极合金化程度的准确检测。本发明在检测过程中无需拆解电池，是一种无损的原位检测方法。总的来说，本发明能够在不拆解液态金属电池的情况下，实现对液态金属电池中正极合金化/去合金化过程的准确检测，对于研究液态金属电池充放电过程中正极的变化过程、分析液态金属电池电化学反应的机理具有重要意义。
14.进一步地，幅值变化量计算方式包括：
15.将目标回波信号转换为电压信号；
16.分别计算液态金属电池在放电状态下的电压信号的峰值max[y
ch
(t1≤tf≤t2，t3≤td≤t4)]和谷值min[y
ch
(t1≤t≤t2，t3≤td≤t4)]，以及液态金属电池在未放电状态下的电压信号的峰值max[y
ch
(t1≤tf≤t2，td＝0)]和谷值min[y
ch
(t1≤tf≤t2，td＝0)]；
[0017]
按照计算幅值变化量。
[0018]
本发明通过上述方式计算的幅值变化量，能够准确反映电池在放电状态下和未放电状态下超声波在其内部特定界面反射的回波信号之间的差异，从而准确反映电池中正极/电解质界面的变化，进一步提高了后续针对正极合金化程度的分析结果的准确性。
[0019]
进一步地，步骤(s3)还包括：
[0020]
根据预先标定的幅值变化量与放电容量的对应关系，确定液态金属电池当前的放电容量c1；
[0021]
按照对液态金属电池的荷电状态soc进行估计；
[0022]
其中，c0表示液态金属电池额定的放电容量。
[0023]
实验发现，正极/电解质界面处反射的回波信号的幅值变化量与电池的放电容量存在特定的对应关系，本发明基于该回波信号及预先标定的对应关系确定电池的放电容量，并基于该放电容量估计电池的荷电状态，能够在对正极合金化程度进行准确检测的同时，实现对液态金属电池荷电状态的准确估计。
[0024]
进一步地，在步骤(s2)之前，还包括：调整超声波信号的信号参数，使由正极和电解质间界面反射的回波信号的飞行时间与其他界面反射的回波信号和杂波信号的飞行时间之间的差异大于预设阈值；
[0025]
信号参数包括以下至少之一：
[0026]
增益、发射电压、脉冲宽度、重复频率。
[0027]
本发明在检测目标回波信号之前，通过调整超声波信号的参数，使正极和电解质间界面反射的回波信号的飞行时间与其他界面反射的回波信号和杂波信号的飞行时间之间的差异较大(大于预设阈值)，由此使得目标回波信号能够明显区别于其他回波信号和杂波信号，便于后续对目标回波信号的准确提取。
[0028]
按照本发明的另一个方面，提供了一种液态金属电池的原位检测系统，包括：电池测试仪、超声模块以及控制模块；
[0029]
电池测试仪，与待测的液态金属电池的正、负极分别相连，用于对液态金属电池施加电流，使液态金属电池正常运行；
[0030]
超声模块，与液态金属电池底部耦合，用于发射超声波以及接收反射的回波信号；
[0031]
控制模块，与超声模块相连，用于从液态金属电池反射的回波信号中提取出由正极和电解质间界面反射的回波信号，作为目标回波信号；
[0032]
控制模块，还用于计算目标回波信号的幅值变化量，并根据预先标定的幅值变化量与正极合金化程度的对应关系确定正极的合金化程度。
[0033]
进一步地，幅值变化量计算方式包括：
[0034]
将目标回波信号转换为电压信号；
[0035]
分别计算液态金属电池在放电状态下的电压信号的峰值max[y
ch
(t1≤tf≤t2，t3≤td≤t4)]和谷值min[y
ch
(t1≤t≤t2，t3≤td≤t4)]，以及液态金属电池在未放电状态下的电压信号的峰值max[y
ch
(t1≤tf≤t2，td＝0)]和谷值min[y
ch
(t1≤tf≤t2，td＝0)]；
[0036]
按照计算幅值变化量。
[0037]
进一步地，控制模块，还用于根据预先标定的幅值变化量与放电容量的对应关系，确定液态金属电池当前的放电容量c1；以及按照对液态金属电池的荷电状态soc进行估计；
[0038]
其中，c0表示液态金属电池额定的放电容量。
[0039]
进一步地，超声模块包括超声探头和与超声探头配套的楔块。
[0040]
本发明中，超声模块除了包括超声探头，还包括与超声探头配套的楔块，楔块的使用可消除探头表面由声场形状不规则造成的检测盲区，进一步提高检测的准确性。
[0041]
进一步地，超声模块还包括固定于液态金属电池底部的降温结构。
[0042]
部分体系的液态金属电池的工作温度高，可能超过超声波探头内部压电晶体的居里温度，本发明所提供的检测系统中，超声模块还包括固定于液态金属电池底部的降温结构，能够避免因电池与超声探头接触的温度超出超声探头的工作温度范围而影响检测精度。
[0043]
进一步地，超声探头为单晶探头、相控阵线阵探头或相控阵面阵探头。
[0044]
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，采用接触式的超声波反射检测方法，在不拆解电池、不影响电池运行的情况下，通过分析特定界面发生的回波信号，实时检测液态金属电池内部正极/电解质界面的界面反应变化，实现了对液态金属电池正极合金化/去合金化程度的原位检测，并进一步实现了对液态金属电池荷电状态(soc)的原位检测。
[0045]
本发明无需设计特殊的检测装置，有效克服了液态金属电池复杂结构影响电池检测的难题，能够在不影响电池运行的情况下实时检测电池内部正极/电解质界面的界面反应变化，对于研究液态金属电池充放电循环中正极变化过程、分析液态金属电池电化学反应的机理具有重要意义。同时，相较于其它无损原位检测办法，接触式的超声波反射检测法简单、便捷，无需额外设计复杂的检测结构，可对不同容量的液态金属电池实现检测，为电池检测领域提供了新的思路。
附图说明
[0046]
图1为本发明实施例提供的液态金属电池的原位检测方法流程图；
[0047]
图2为本发明实施例提供的li||ga室温液态金属电池的原位检测方法示意图；
[0048]
图3为本发明实施例提供的超声波在液态金属电池内部的理论传播路径示意图；
[0049]
图4为本发明实施例提供的li||ga室温液态金属电池正极/电解质界面回波信号幅值与放电容量的关系示意图；
[0050]
图5为本发明实施例提供的li||ga室温液态金属电池的二维超声成像；
[0051]
图6为本发明实施例提供的li||ga室温液态金属电池正极/电解质界面放电过程中连续变化的三维超声成像；
[0052]
图7为本发明实施例提供的li||bi高温液态金属电池检测示意图。
具体实施方式
[0053]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0054]
在本发明中，本发明及附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0055]
为了解决现有的液态金属电池检测方法无法有效实现对电池循环过程中正极合金化/去合金化过程的原位检测的技术问题，本发明提供了一种液态金属电池的原位检测方法及系统，其整体思路在于：利用超声波强的穿透力与快速传播特性，采用接触式的超声波检测方法，自电池底部向电池内部发射超声波，并实时获取检测过程中电池正极/电解质界面反射的回波信号，实现对正极/电解质界面的连续观察，并通过确定检测参数，标定正极在不同合金化程度下的反射回波信号，从而利用检测到的回波信号实现对电池正极合金化程度的检测；在此基础上，通过确定检测参数，标定电池在每一不同soc下的反射回波信号，从而利用回波信号的幅值实现对电池当前soc的估计。
[0056]
以下为实施例。
[0057]
实施例1：
[0058]
一种液态金属电池的原位检测方法，本实施例中，所检测的液态金属电池为li||ga室温液态金属电池；
[0059]
参阅图1和图2，本实施例包括如下步骤：
[0060]
(s1)在液态金属电池正常运行的过程中，通过超声模块向液态金属电池发射超声波信号；超声模块与液态金属电池底部耦合，用于发射超声波，以及接收反射的回波信号；
[0061]
参阅图2，本实施例通过与电池正、负极均相连的电池测试仪对电池施加测试电流的方式，使电池正常运行；可选的，本实施例中，设置放电电流为7ma，使li||ga液态金属电池开始放电；通过电池测试仪，本实施例在检测过程中，还可以实时采集电池电压；
[0062]
参阅图2，本实施例中，超声模块包括超声探头和与该超声探头配套的楔块，探头/楔块整体的楔块下底面与li||ga液态金属电池底部连接，采用硅油或其它超声耦合剂使探头与电池之间充分耦合；可选地，本实施例中，超声模块中的超声探头具体为5mhz超声纵波单晶探头；
[0063]
超声模块中的楔块用于消除探头近表面存在不规则噪声的检测盲区，确保检测的准确性；通过使超声模块整体与电池底部耦合，则可以使超声探头与电池之间隔绝空气，紧密结合，保证探头发射的超声波能够进入到电池中；
[0064]
当超声波从液态金属电池底部入射时，理论上从下到上依次会经过正极集流体/正极界面、正极/电解质界面、电解质/负极界面三个界面(以满充状态为例)，在每一个界面处由于界面两侧介质的声阻抗不同，均会发生透射与反射的行为，如图3所示；上述三个界
面即图3中的界面1、界面2和界面3；
[0065]
(s2)通过超声模块接收液态金属电池反射的回波信号，并从中提取出由正极和电解质间界面反射的回波信号，作为目标回波信号；
[0066]
为了实现对电池正极/电解质界面的连续观测，以实现对正极合金化程度的检测，本实施例仅针对正极/电解质界面反射的回波信号进行分析；在实际应用中，接收电池反射的回波信号后，根据超声波信号的飞行时间即可辨别出不同界面反射的回波信号；
[0067]
为了便于准确提取出正极/电解质界面反射的回波信号，作为一种优选的实施方式，本实施例中在步骤(s2)之前，还会先调整超声波信号的增益、发射电压、脉冲宽度、重复频率等一种或多种信号参数，使由正极和电解质间界面反射的回波信号的飞行时间与其他界面反射的回波信号和杂波信号的飞行时间之间的差异大于预设阈值，由此使得正极/电解质界面反射的回波信号明确区别于其他回波信号或杂波信号；
[0068]
(s3)计算目标回波信号的幅值变化量，并根据预先标定的幅值变化量与正极合金化程度的对应关系确定正极的合金化程度。
[0069]
本实施例中，(半)液态金属电池正极为镓金属ga，其在室温下即可维持液态，电池工作温度在超声波探头工作温度范围内，超声波探头可直接与电池底部进行接触；可选地，本实施例采用简单的超声纵波单晶探头，对回波信号的接收电压进行分析。在电池放电过程中，属于正极/电解质界面的回波信号幅值发生变化，并且实验发现，该回波信号幅值变化量能够准确反映界面变化，并且回波信号的幅值变化量与正极合金化的程度存在特定的对应关系，定性来说，该回波信号的幅值如果增强，则说明正极合金化程度增加，反之，该回波信号的幅值如果减弱，则说明正极合金化程度减弱；容易理解的是，由于正极的去合金化过程是合金化过程的逆过程，因此，对正极合金化程度的检测，也一定程度上反映了正极去合金化的程度。
[0070]
基于以上理论分析，本实施例预先对已知正极合金化程度的li||ga液态金属电池通过上述步骤(s1)和(s2)检测正极/电解质界面回波信号，并计算幅值变化量，由此确定不同正极不同合金化程度对应的幅值变化量，完成标定；基于该标定结果，即可根据待检测电池的正极/电解质界面回波信号幅值变化量确定相应的正极合金化程度。
[0071]
考虑到正极的合金化程度与电池的放电状态相关，作为一种优选的实施方式，本实施例按照如下方式计算目标回波信号的幅值变化量：
[0072]
将目标回波信号转换为电压信号；
[0073]
分别计算液态金属电池在放电状态下的电压信号的峰值max[y
ch
(t1≤tf≤t2，t3≤td≤t4)]和谷值min[y
ch
(t1≤t≤t2，t3≤td≤t4)]，以及液态金属电池在未放电状态下的电压信号的峰值max[y
ch
(t1≤tf≤t2，td＝0)]和谷值min[y
ch
(t1≤tf≤t2，td＝0)]；
[0074]
按照计算幅值变化量。
[0075]
上式中，y
ch
为回波信号接收电压(v)，与回波幅值呈正相关关系；tf为飞行时间，t1≤tf≤t2表示选取了属于正极/电解质界面的回波信号区域；t3＝0表示放电开始时间，t4为放电截止时间；td表示放电过程中某一时刻，td＝0表示放电开始时刻；本实施例通过上述方式计算的幅值变化量，能够准确反映电池在放电状态下和未放电状态下对于超声波反射的
回波信号之间的差异，从而准确反映电池中正极/电解质界面的变化，进一步提高了后续针对正极合金化程度的分析结果的准确性。
[0076]
进一步研究发现，本实施例通过上述方式所计算的幅值变化量δ，与电池放电容量有着特定的对应关系，例如，本实施例中，li||ga液态金属电池中，正极/电解质界面反射的回波信号幅值变化量与电池放电容量有着较为明显的线性关系，如图4所示，故可以通过计算放电过程中某一时刻的δ值来推断当前电池的放电容量，从而估算电池的soc；作为一种优选的实施方式，本实施例的步骤(s3)进一步包括：
[0077]
根据预先标定的幅值变化量与放电容量的对应关系，确定液态金属电池当前的放电容量c1；
[0078]
按照对液态金属电池的荷电状态soc进行估计；
[0079]
其中，c0表示液态金属电池额定的放电容量。
[0080]
目标回波信号的幅值变化量与放电容量的对应关系的标定方式，与上述幅值变化量与正极合金化程度的对应关系的标定方式类似，即对于已知荷电状态的li||ga液态金属电池，通过上述方式检测其目标回波信号的幅值变化量，从而确定不同放电容量对应的幅值变化量，完成标定。
[0081]
应当说明的是，在实际应用中，当液态金属电池为其他类型的电池时，需要对幅值变化量与正极合金化程度的对应关系以及幅值变化量与放电容量的对应关系进行重新标定。
[0082]
总的来说，本实施例通过与液态金属电池底部耦合的超声模块，自液态金属电池的底部向液态金属电池内部发射超声波，由于超声波具有较强的穿透力，且耦合的接触方式使超声模块与电池之间隔绝空气、紧密结合，保证了所发射的超声波能够进入到电池中；与传统的超声波透射检测不同，本实施例在电池底部接收由电池内部反射的回波信号进行分析，甄别出由正极/电解质界面反射的回波信号；本实施例基于该回波信号及预先标定的对应关系确定合金化程度并估计电池的荷电状态，能够实现对正极合金化程度及荷电状态的准确检测。
[0083]
不同超声波探头可发射不同特定频率超声波，超声波频率越高，则检测分辨率越高，但穿透力减弱，需根据实际电池的检测效果进行选择、调整。考虑到大部分体系的液态金属电池的工作温度高，超过超声波探头内部压电晶体的居里温度，当探头无法与电池底部直接接触时，可在探头/楔块整体结构与电池之间增加一个简单的降温结构，使得电池与超声探头接触部位的温度降至超声探头的工作温度范围内；此时，为了避免降温结构的引入，影响进入电池内部的超声波的强度，可选用低频超声波探头以增强超声波穿透力。
[0084]
实施例2：
[0085]
一种液态金属电池的原位检测方法，本实施例中，所检测的液态金属电池为li||ga室温液态金属电池；
[0086]
本实施例与上述实施例1类似，所不同之处在于，本实施中，超声模块中的超声探头具体为5mhz相控阵线阵探头，并且，本实施例在完成对电池中正极合金化程度和电池荷电状态的原位检测的同时，对电池的纵截面方向进行二维成像，实现对电池正极/电解质界面的定位，如图5所示。
[0087]
实施例3：
[0088]
一种液态金属电池的原位检测方法，本实施例中，所检测的液态金属电池为li||ga室温液态金属电池；
[0089]
本实施例与上述实施例1类似，所不同之处在于，本实施中，超声模块中的超声探头具体为5mhz相控阵面阵超声探头，并且，本实施例在完成对电池中正极合金化程度和电池荷电状态的原位检测的同时，对电池内部进行三维声学成像，截取正极/电解质界面，直接观察放电过程中该界面的变化，分析合金化过程，如图6所示。
[0090]
实施例4：
[0091]
一种液态金属电池的原位检测系统，本实施例中，所检测的液态金属电池为li||ga室温液态金属电池；
[0092]
参阅图2，本实施例包括：电池测试仪、超声模块以及控制模块；
[0093]
电池测试仪，与待测的液态金属电池的正、负极分别相连，用于对液态金属电池施加电流，使液态金属电池正常运行；
[0094]
超声模块，与液态金属电池底部耦合，用于发射超声波以及接收反射的回波信号；
[0095]
控制模块，与超声模块相连，用于从液态金属电池反射的回波信号中提取出由正极和电解质间界面反射的回波信号，作为目标回波信号；
[0096]
控制模块，还用于计算目标回波信号的幅值变化量，并根据预先标定的幅值变化量与正极合金化程度的对应关系确定正极的合金化程度；本实施例中，控制模块由图2中的计算机实现；
[0097]
参阅图2，本实施例中，超声模块包括超声探头和与超声探头配套的楔块，以及图2中所示的超声信号发射/接收仪；楔块的作用是消除探头近表面存在不规则噪声的检测盲区，确保检测的准确性；在实际测量中，探头/楔块整体与液态金属电池底部通过硅油等超声耦合剂进行耦合，通过耦合，使超声波探头与电池之间隔绝空气，紧密结合，保证探头发射的超声波能够进入到电池中。
[0098]
与上述方法实施例类似地，本实施例中，幅值变化量计算方式包括：
[0099]
将目标回波信号转换为电压信号；
[0100]
分别计算液态金属电池在放电状态下的电压信号的峰值max[y
ch
(t1≤tf≤t2，t3≤td≤t4)]和谷值min[y
ch
(t1≤t≤t2，t3≤td≤t4)]，以及液态金属电池在未放电状态下的电压信号的峰值max[y
ch
(t1≤tf≤t2，td＝0)]和谷值min[y
ch
(t1≤tf≤t2，td＝0)]；
[0101]
按照计算幅值变化量；
[0102]
本实施例中，控制模块，还用于根据预先标定的幅值变化量与放电容量的对应关系，确定液态金属电池当前的放电容量c1；以及按照对液态金属电池的荷电状态soc进行估计；
[0103]
其中，c0表示液态金属电池额定的放电容量。
[0104]
本实施例中，控制模块完成上述信号分析的具体实施方式，可参考上述实施例1中的描述，在此将不做复述。
[0105]
实施例5：
[0106]
一种液态金属电池的原位检测系统，本实施例中，所检测的液态金属电池为li||bi液态金属电池；
[0107]
本实施例与上述实施例4类似，所不同之处在于，考虑到li||bi液态金属电池的工作温度高于超声波探头内部压电晶体的居里温度，为了保证超声探头正常工作，参阅图7，本实施例中，在超声模块除了包括超声探头和配套的楔块之外，在探头/楔块整体与电池底部之间还设置有降温结构；本实施例中，该降温结构可通过风冷或水冷的方式进行降温；
[0108]
为了避免降温结构的引入，影响进入电池内部的超声波的强度，本实施例中，超声探头发射的超声波频率为2mhz，该超声探头可以是单晶探头、相控阵线阵探头或相控阵面阵探头。
[0109]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。