一文看懂！電解液泄漏監(jiān)測的“技術(shù)擂臺”

眾所周知，電解液作為電池中的"血液"，承擔離子傳導(dǎo)的重要使命；同時，電解液也是潛伏的危險源。其主要由有機溶劑（如EC、DMC等）和鋰鹽組成，一旦發(fā)生泄漏，會引發(fā)多重風險：

短路：泄漏的電解液在電池內(nèi)部“拉幫結(jié)派”、形成新的導(dǎo)電路徑，可能引發(fā)外部短路；
腐蝕：鋰鹽（如LiPF?）遇水則化身“化學殺手”，產(chǎn)生HF氣體（腐蝕、劇毒），損害設(shè)備甚至危害人員健康；
燃燒：遇明火或高溫，電解液易被點燃，并在熱失控鏈式反應(yīng)中成為"燃料隊長"，加速起火及爆炸。

因此，實時、精準地監(jiān)測電解液泄漏，是遏制鋰電池安全事故的必要手段。

01. 多種監(jiān)測技術(shù)并進，誰能脫穎而出？

電解液泄漏監(jiān)測的本質(zhì)是“嗅探”并識別出特定的氣體分子，其技術(shù)路徑可分為化學感知、物理分析和光學探測等方向，在性能、成本和適用場景上存在著顯著差異。

MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)

- 原理：氣敏材料（如SnO?）在加熱狀態(tài)下，與目標氣體接觸后其電阻發(fā)生變化，從而檢測氣體濃度。

- 優(yōu)勢：成本極低、體積小、電路簡單。

- 劣勢：選擇性差（易受酒精、煙霧等干擾）、易中毒/漂移（電解液會污染其表面）、需定期校準、壽命相對較短。

PID (光離子化檢測器)

- 原理：使用紫外燈將氣體分子電離，測量產(chǎn)生的離子電流來檢測氣體濃度。

- 優(yōu)勢：靈敏度極高 (ppb級)、響應(yīng)速度快。

- 劣勢：無法區(qū)分VOC氣體具體種類、紫外燈為消耗品（壽命通常1-2年）。

NDIR (非分散性紅外)

- 原理：氣體吸收特定波長的紅外光，通過檢測光強變化計算氣體濃度。

- 優(yōu)勢：選擇性好、壽命極長、抗中毒、穩(wěn)定性高。

- 劣勢：成本略高于MOS和PID。

TDLAS (可調(diào)諧二極管激光吸收光譜)

- 原理：通過調(diào)整激光波長，使其對準特定氣體的吸收光譜，通過測量光強變化計算氣體濃度。

- 優(yōu)勢：超高選擇性和靈敏度、穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快。

- 劣勢：成本高昂、系統(tǒng)相對復(fù)雜、對光路準直要求高。

RGA (質(zhì)譜分析)

- 原理：將氣體分子電離，根據(jù)不同離子的質(zhì)荷比進行分離和鑒定，是分析的“黃金標準”。

- 優(yōu)勢：能同時檢測多種氣體、定性能力好、靈敏度極高。

- 劣勢：價格極其昂貴、體積龐大、操作維護復(fù)雜、需真空環(huán)境?；静挥糜趯崟r監(jiān)測，主要用于實驗室離線分析。

02. 為什么NDIR是鋰電池電解液泄漏監(jiān)測的最佳選擇？

在這場電解液泄漏監(jiān)測的"技術(shù)對決"中，沒有完美無缺的方案，只有最適合的選擇。

MOS 和 PID：成本或響應(yīng)速度上各有優(yōu)勢，但在選擇性和穩(wěn)定性上表現(xiàn)一般，適合要求不高的場景或作為輔助監(jiān)測工具；
NDIR：各項性能指標表現(xiàn)均衡，兼具成本優(yōu)勢，無明顯短板，使其成為工業(yè)在線測量的優(yōu)選方案；
TDLAS 和 RGA：性能上表現(xiàn)優(yōu)異，但成本偏高，多用于高端工業(yè)過程、科研及實驗室研究等領(lǐng)域；

△ 五大技術(shù) 五維對比

在鋰電池生產(chǎn)、存儲及使用過程中，對氣體檢測技術(shù)提出了極為嚴苛的要求：既需要高精度、快速響應(yīng)和長期穩(wěn)定性來預(yù)警熱失控風險，保障安全；又需要控制成本以適應(yīng)大規(guī)模應(yīng)用。NDIR技術(shù)憑借高性能和低成本，精準契合以上需求，成為保障鋰電池安全與經(jīng)濟效益的“綜合冠軍”。