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一文看懂！電解液泄漏監(jiān)測(cè)的“技術(shù)擂臺(tái)”



眾所周知，電解液作為電池中的"血液"，承擔(dān)離子傳導(dǎo)的重要使命；同時(shí)，電解液也是潛伏的危險(xiǎn)源。其主要由有機(jī)溶劑（如EC、DMC等）和鋰鹽組成，一旦發(fā)生泄漏，會(huì)引發(fā)多重風(fēng)險(xiǎn)：
  • 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(xué)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(diǎn)燃，并在熱失控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中成為"燃料隊(duì)長(zhǎng)"，加速起火及爆炸。
因此，實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)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(cè)技術(shù)并進(jìn)，誰(shuí)能脫穎而出？

電解液泄漏監(jiān)測(cè)的本質(zhì)是“嗅探”并識(shí)別出特定的氣體分子，其技術(shù)路徑可分為化學(xué)感知、物理分析和光學(xué)探測(cè)等方向，在性能、成本和適用場(chǎng)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(biāo)氣體接觸后其電阻發(fā)生變化，從而檢測(cè)氣體濃度。

- 優(yōu)勢(shì)：成本極低、體積小、電路簡(jiǎn)單。

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


PID (光離子化檢測(cè)器)

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

- 優(yōu)勢(shì)：靈敏度極高 (ppb級(jí))、響應(yīng)速度快。

- 劣勢(shì)：無(wú)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(zhǎng)的紅外光，通過(guò)檢測(cè)光強(qiáng)變化計(jì)算氣體濃度。

- 優(yōu)勢(shì)：選擇性好、壽命極長(zhǎng)、抗中毒、穩(wěn)定性高。

- 劣勢(shì)：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(guò)調(diào)整激光波長(zhǎng)，使其對(duì)準(zhǔn)特定氣體的吸收光譜，通過(guò)測(cè)量光強(qiáng)變化計(jì)算氣體濃度。

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

- 劣勢(shì)：成本高昂、系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜、對(duì)光路準(zhǔn)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(jìn)行分離和鑒定，是分析的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”。

- 優(yōu)勢(shì)：能同時(shí)檢測(cè)多種氣體、定性能力好、靈敏度極高。

- 劣勢(shì)：價(jià)格極其昂貴、體積龐大、操作維護(hù)復(fù)雜、需真空環(huán)境?；静挥糜趯?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，主要用于實(shí)驗(yàn)室離線分析。


02. 為什么NDIR是鋰電池電解液泄漏監(jiān)測(cè)的最佳選擇？

在這場(chǎng)電解液泄漏監(jiān)測(cè)的"技術(shù)對(duì)決"中，沒(méi)有完美無(wú)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(shì)，但在選擇性和穩(wěn)定性上表現(xiàn)一般，適合要求不高的場(chǎng)景或作為輔助監(jiān)測(cè)工具；

  • NDIR：各項(xiàng)性能指標(biāo)表現(xiàn)均衡，兼具成本優(yōu)勢(shì)，無(wú)明顯短板，使其成為工業(yè)在線測(cè)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(guò)程、科研及實(shí)驗(yàn)室研究等領(lǐng)域；


△ 五大技術(shù) 五維對(duì)比

在鋰電池生產(chǎn)、存儲(chǔ)及使用過(guò)程中，對(duì)氣體檢測(cè)技術(shù)提出了極為嚴(yán)苛的要求：既需要高精度、快速響應(yīng)和長(zhǎng)期穩(wěn)定性來(lái)預(yù)警熱失控風(fēng)險(xiǎn)，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(zhǔn)契合以上需求，成為保障鋰電池安全與經(jīng)濟(jì)效益的“綜合冠軍”。

03. 冠軍之上，更進(jìn)一步

探索無(wú)止境，冠軍還有潛能可挖掘。四方光電深耕NDIR技術(shù)二十二載，其突破不止于性能的極致，更在于不同場(chǎng)景的匹配。聯(lián)系我們，為您定制更驚喜、更可靠的解決方案。


編輯：Yimo

校對(duì)：Daniel

審核：肖進(jìn)華



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