提高电动汽车电池泄漏测试的精度
对于混合动力电动汽车和电动汽车 (EV) 中使用的锂离子 (Li-ion) 电池而言，暴露在水蒸气中是一个死刑判决。如果湿气进入电池并与电解液发生反应，就会产生酸。而且这种酸会产生放热反应，导致热失控——内部火灾。
灾难性的细胞损坏是最坏的情况，但任何允许酸侵入的细胞泄漏都是有问题的。气体分析仪器制造商 Inficon 的汽车市场销售经理 Thomas Parker 说：“如果包装中普遍存在酸泄漏，这既是保修问题，也是客户不满意的问题。
虽然今天使用测试气体和相关设备进行电池组泄漏检测很常见，但在电池级别发现泄漏是一项截然不同的任务。目前在电动汽车中使用三种主要类型的电池——圆柱形、棱柱形和袋式电池，袋式电池由于重量较轻而越来越受欢迎。真空加压电池袋通常由工人进行目视检查，以确定是否有任何在储存和运输过程中向外膨胀。
“重要的是要知道，一周内导致袋子肿胀的泄漏并不能反映数月或数年因湿气侵入而发生的泄漏大小，”Parker 告诉 SAE 的汽车工程 杂志。 “我们想知道比目测结果小一百万倍的泄漏。”
测试技术解决方案
Inficon 声称其新发布的 ELT3000 技术可以检测到比使用测试气体的传统测试方法小 1,000 倍的锂离子电池泄漏。泄漏检测系统采用真空室、气体控制单元和气体检测单元。 Inficon 工程师编写了操作气体控制单元和气体检测单元的软件。
该系统采用四极质谱仪，真空室与气体检测单元的连接方式凸显了测试方法的独特性。 Inficon 泄漏检测工具研究经理 Daniel Wetzig 博士指出，该公司为此解决方案注册了专利。
在对充满电解质的软包电池进行 ELT300 泄漏检测过程中，测试设备会保护软包电池。 “该系统使用柔性膜对软包电池进行温和封装，这样被测试的样品不会受到损坏，”Parker 说。柔性膜的表面包括一个用作单独边界层的结构。 “我们希望袋装电池既舒适又安全。我们也不希望柔性膜密封一个孔，在测试过程中基本上掩盖了泄漏，”他解释道。
据 ELT3000 的开发人员称，该系统可对锂离子电池进行高度准确的泄漏测试，与传统测试程序形成鲜明对比。 “泄漏测试的主要优点是电池已经充满了电解质溶剂，因此不需要测试气体，”Wetzig 指出。 ELT3000 可以处理不同类型的电解质溶剂，包括碳酸二甲酯 (DMC)、碳酸甲乙酯 (EMC) 和聚丙烯 (PP)。 Inficon 于 2020 年开始推出其用于袋装、方形和圆柱形电池的电池泄漏检测生产设备。
目前对空的硬壳棱柱形或圆柱形电池的常规测试是通过用氦气测试气体填充电池以在电池处于真空室时检测泄漏来完成的。在“干”测试后将电解质插入电池中。一种不太常见的测试方法是将充满电解质的电池放入真空室中，并将电池在压力下暴露在氦气中，称为“氦气轰炸”。当氦测试气体逸入真空室时检测到泄漏。
Inficon 的 ELT3000 泄漏检测系统是由该公司在德国科隆的研究人员使用该公司位于纽约雪城的北美总部的传感器技术开发的。产品开发历时 30 个月。 “ELT3000 泄漏测试给出了关于电池密封性以及电池寿命的明确答案，”Wetzig 说。
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