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"，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。

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(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、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：通過調(diào)整激光波長，使其對(duì)準(zhǔn)特定氣體的吸收光譜，通過測(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。基本不用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，主要用于實(shí)驗(yàn)室離線分析。