人们都清楚知道, 电解液在电池里扮演着“血液”的角色, 肩负着离子传导的关键使命, 而同时, 它又是潜藏着的危险源, 它主要是由有机溶剂像EC、DMC等以及锂盐构成组成, 一旦其出现发生泄漏的情况, 会进而引发出滋生引发多重风险。
短路情况下, 泄漏的电解液于电池内部会“拉帮结派”, 进而形成新的导电路径, 这种状况有可能引发外部短路。
腐蚀情况如下, 锂盐, 比如说LiPF?, 一旦遇到水便会转变为“化学杀手”, 从而产生HF气体, 这种气体具有腐蚀性且剧毒, 会对设备造成损害, 甚至还会危及人员的健康。
易燃: 碰上明火或者高温, 电解液易于被点燃, 并且在热失控链式反应里成为“燃料队长”, 加快起火以及爆炸。
那么, 对于电解液泄漏, 要进行实时且精准的监测, 这乃是遏制锂电池安全事故所必需的手段。
01. 多种监测技术并进，谁能脱颖而出？
用以监测电解液泄漏的本质, 是要“嗅探”, 还要识别出特定的气体分子 , 其技术路径能够划分成化学感知、物理分析以及光学探测等方向 , 在性能上, 在成本上, 在适用场景上, 都存在着显著的差异。
1. MOS(金属氧化物半导体）
原理是, 气敏材料, 像SnO?这种, 在处于加热状态时, 当与目标气体相接触后, 其电阻会发生变化, 以此来检测气体浓度。
- 优势：成本极低、体积小、电路简单。
不足在于, 选择性欠佳, 容易受到酒精、烟雾等因素的干扰, 容易出现中毒或者漂移的情况, 因为电解液会对其表面造成污染, 需要定期进行校准, 同时寿命相对来说较为短暂。
2. PID (光离子化检测器)
原理是, 运用紫外灯把气体分子进行电离, 通过测量所产生的离子电流, 以此来检测气体浓度。
- 优势：灵敏度极高 (ppb级)、响应速度快。
劣势在于, 没办法分辨VOC气体确切的种类。而且, 紫外灯属于消耗品, 其寿命一般是1到2年。
3. NDIR (非分散性红外)
原理是, 气体吸收具有特定波长的红外光, 然后通过探测并检测其中光强的改变变化情况, 进而以此计算出气体的浓度数值。
- 优势：选择性好、寿命极长、抗中毒、稳定性高。
- 劣势：成本略高于MOS和PID。
4. TDLAS (可调谐二极管激光吸收光谱)
是这样的原理, 先去调整激光波长, 接着要让它对准特定气体的吸收光谱, 之后通过测量光强变化，进而计算气体浓度。
- 优势：超高选择性和灵敏度、稳定性好、响应速度快。
- 劣势：成本高昂、系统相对复杂、对光路准直要求高。
5. RGA (质谱分析)
- 原理: 让气体分子发生电离, 依据不同离子的质荷比来开展分离以及鉴定, 它属于分析的“黄金标准”。
- 优势：能同时检测多种气体、定性能力好、灵敏度高。
劣势在于, 价格贵得极其离谱, 体积大得超乎寻常, 操作维护繁杂得令人头疼, 还需要处于真空环境之中。它基本上不会被用于实时监测, 主要是用于实验室的离线分析。
02. 为什么NDIR是锂电池电解液泄漏监测的优良选择？
于这场电解液泄漏监测的“技术对决”此情境里, 不存在毫无瑕疵的方案, 仅有适宜的选择。
MOS以及PID, 于成本方面或者响应速度层面各自具备优势, 然而在选择性的范畴以及稳定性的程度上呈现出的表现较为平常, 适宜于要求并非很高的场景, 或者用作辅助监测的工具。
NDIR, 它的各项性能指标呈现出均衡的表现状态, 并且还具备成本方面的优势, 不存在明显的短板之处, 这使得它称作是工业在线测量的优选方案。
用于工业过程、科研及实验室研究等领域的 TDLAS 和 RGA, 在性能方面呈现出极为出色的表现, 然而其成本却是处于偏高的状态。
五大技术 五维对比
在锂电池进行生产时, 对气体检测技术提了极为严苛的要求, 在存储阶段时气体检测技术也面临着这样的要求, 在使用过程里气体检测技术同样被提出苛刻要求: 既需要高精度, 来预警热失控风险并且保障安全, 又要能够快速响应, 还要具备长期稳定性；与此同时又需要控制成本, 以此适应大规模应用情况。NDIR技术凭借高性能与低成本, 精准契合以上这些需求, 从而成为保障锂电池安全与经济效益的“综合冠军”。
03. 冠军之上，更进一步
无止境的探索, 冠军存在着还能够挖掘的潜能, 四方光电对NDIR技术进行了长达二十二载的深耕, 它的突破并非仅仅局限于性能达到极致, 而是更是着眼于不同场景的适配, 与我们进行联系, 可以为您定制出更加令人惊喜以及更加可靠的解决方案。
