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英?？礗NFICON動力電池制造過程檢漏解決方案
2019-01-22 11:12:51· 來源：INFICON英福康
在全球范圍內(nèi)，電動交通的重要性正日益凸顯。隨著電動汽車 (EV) 和插電式混合動力電動汽車 (PHEV) 產(chǎn)量的增加，電池的需求量也在快速增長。動力電池既是主要的易
在全球范圍內(nèi)，電動交通的重要性正日益凸顯。隨著電動汽車 (EV) 和插電式混合動力電動汽車 (PHEV) 產(chǎn)量的增加，電池的需求量也在快速增長。動力電池既是主要的易損件，也是潛在的危險源。在電動交通時代，消費者不再對傳統(tǒng)豪華燃油車青睞有加，也不希望短短幾年后就要花費大筆資金更換動力電池來恢復(fù)汽車的續(xù)航里程。汽車制造商和供應(yīng)商必須在生產(chǎn)過程中使用合適的檢漏方法，因為電芯中的電解液在任何情況下都不得溢出或接觸到水和濕氣。作為全球領(lǐng)先的泄漏檢測設(shè)備制造商之一，INFICON英?？狄褜恿﹄姵刂圃爝^程不同階段的要求總結(jié)為以下幾點。
1. 每一個電芯都必須做到密封
電解液與水發(fā)生反應(yīng)時，會產(chǎn)生損壞電芯的氫氟酸。電芯壽命到期時，電解液中的水含量應(yīng)盡可能保持最低。因此，電芯作為動力電池的最小單元，也必須確保氣密性和水密性。電芯可分為三類：方形電芯、圓柱形電芯和軟包電芯。10年后，電解液中的水含量應(yīng)低于80 ppm。假設(shè)平均空氣濕度為50％，則最大允許泄漏量為10-6 mbar?l/s。對于是否滿足這一可靠氣密性要求，只有使用現(xiàn)代化的測試氣體方法才能進行驗證，如在真空室中進行氦氣檢測。
2. 防止電池在運輸過程發(fā)生熱失控
目前，大多數(shù)電芯都產(chǎn)自亞洲的制造工廠。遺憾的是，電芯可能在運輸過程受到損壞， 由此造成一系列致命后果。例如，由于存在起火隱患，客機上禁止托運鋰離子電池和電芯。單個電芯因內(nèi)部短路出現(xiàn)所謂的“熱失控”，已導致不計其數(shù)的集裝箱被燒毀。由于電芯電解液燃燒時的溫度可以達到1,100 ℃，單個電芯可能會引爆整個集裝箱。這些慘痛教訓足以警示供應(yīng)商切實地對電池進行檢漏。
3. 進貨檢驗是確保質(zhì)量的唯一途徑
根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗，許多專家和科學家認為有效的進貨檢驗對于制造商和供應(yīng)商至關(guān)重要。通常，加工廠可以使用來自亞洲市場的空電芯，并在當?shù)剡M行注液、密封和分容。之后還要進行泄漏檢測，這一步必不可少。方形電芯的易漏區(qū)域位于蓋板和電極接頭之間的焊縫；圓柱形電芯的易漏區(qū)域位于圓柱形殼體與電極之間的壓接接頭處；而軟包電芯的密封處較易發(fā)生泄漏。
4. 電池模組和電池包的殼體應(yīng)具備防水能力
電芯先被組裝成電池模組，然后再將電池模組組合成電池包。一些OEM本身有能力執(zhí)行這些生產(chǎn)步驟，另一些則從德國的一級供應(yīng)商處采購成品電池包。電池包殼體必須為其中的電池模組和電芯提供防水保護，并符合IP67或IP69K防護等級，即要求殼體可以承受高壓水射流清洗。電池邊緣的泄漏率取決于殼體材料。塑料或鋼制殼體的泄漏率范圍為10-3 至 5 x 10-3 mbar?l/s。而鋁制殼體的泄漏率范圍為10-5 mbar?l/s。為此，建議使用示蹤氣體進行泄漏檢測，這一過程通常借助機械手自動完成。
5. 良好的冷卻性能才能確保電池壽命長久
由于電池在行駛和充電過程中會出現(xiàn)發(fā)熱，動力電池在整個生命周期的冷卻可靠性也會對其可靠性和使用壽命產(chǎn)生影響。由此，必須對動力電池的電芯和電子控制單元 (ECU) 進行冷卻。通常有兩種冷卻方式：被動式風冷或主動式液冷。主動式液冷使用水-乙二醇混合液或制冷劑 (如R1234yf)。具體的密封性要求取決于冷卻介質(zhì)。水-乙二醇混合液的泄漏率限值為10-3 mbar?l/s。R1234yf等制冷劑應(yīng)按照約10-5 mbar?l/s的泄漏率進行測試，且需要使用示蹤氣體方法。
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