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2016-07-29 11:28

杜绝电 池泄漏其实不难 你了解氦检技术吗?

     泄漏会 让锂电池出现电解液挥发、水分渗入、鼓胀等诸多问题,进而导 致锂电池性能下降乃至起火爆炸。也许在 很多人的印象中,体积及 容量都较小的数码锂电池泄漏表现没那么明显,甚至认 为即使泄漏了也不会出现什么大问题,所以一 直未引起行业重视。

     不过,随着动 力电池市场的兴起,以及下 游车企对动力电池各项性能(尤其是 安全性能和能量密度)要求极大提高,泄漏问 题愈发得到动力电池企业的重视。经高工 锂电今年上半年巡回近50家主流 动力电池企业发现,对于严 格检测动力电池泄漏的需求明显提升。 

     当前锂 电池行业采用的检漏方式主要有水检目视检漏(水泡法)、气密性检漏(气检法)、压降式检漏(压降法)、差压检漏(差压法)、流量检漏(流量法)和真空箱式氦检漏(氦质谱检漏法)等。在这些方法当中,氦质谱 检漏的检测精度最高,要比企 业现有检测设备的检漏精度要高3-4个数量级。   但令人感到奇怪的是,目前国 内电池企业普遍采用的还是水泡、气检等传统检漏方法,只有CATL、比亚迪 等极个别大型动力电池企业在几年前开始用氦检设备做工艺尝试,至今仍 只有寥寥几家在使用氦检设备。   既然是 产品品质要求提升所需,为什么 当前采用氦检设备的动力电池企业数量这么少?技术及 市场推广难点在哪?未来发 展走势是怎样的?高工锂 电网专门请教了专业做氦检设备17年、氦检技术表现最出色的领军企业广州新 龙浩工业设备有限公司(下称“新龙浩”)总经理林琦武,就上述 话题展开深入对话:

高工锂电网:请介绍 氦检设备的工作原理,相比于 传统检漏方法有哪些优势? 

林琦武:氦检是 先将电池里的空气抽掉,然后注入氦气,用氦质 谱检测仪探测有没有氦气漏出。一方面,氦气是惰性气体,不会跟正负极材料、电解液等发生反应,所以很安全;另一方面,氦气比 任何介质都要小,如果电 池里面连氦气都不会泄漏,说明密封很好。 
电池厂 可以选择两种氦检方式:一种是中间检,即在电 池烘干注液之前进行检漏;一种是成品检,通常在 化成之后进行检漏,最终氦 气将留在电池内部。由于氦气的特性,比留有 空气在电池内部更有优势,且不会 影响电池包括安全性在内的任何性能。 
现在由 于各家工艺不一样,有些企业选择中间检,有些企业选择成品检。其实经过中间检后,到成品 还可能发生泄漏,因为此 时注液口是没被检测的。而成品 检是连电池最后的注液口都检测了,会更有保障些。有些电池厂很严谨,会同时 做中间检及成品检,工艺更为完善。这意味 着一条电池生产线配备两套氦检设备。 

相比于传统检漏方法,氦检检测效率高、检漏精度要高3-4个数量级,且不会 对电池造成任何影响。而目前 锂电池行业普遍采用的正压气泡检漏法容易导致电池壳体发生变形,同时检 测效率和检测精度较低,尤其对 金属壳体和铝塑膜软包装锂离子电池并不适用。 

高工锂电网:目前动 力电池企业对于氦检设备的接受程度如何? 

林琦武:氦检设 备确实能够帮助电池厂克服潜在的风险,严格把 关电池泄漏问题。目前来看,大型动 力电池企业已经开始慢慢收严电池泄漏标准,像CATL、比亚迪 这样的一流动力电池企业基本都在用氦检设备。其实最 早用氦检设备可追溯到2011年,那时作 为工艺尝试在用。 

需注意的是,虽然电 池厂对泄漏精度要求在往上提高,但目前 没有充分的研究表明电池泄漏到什么程度会对性能造成影响,国家也 没有相关标准出台。如果让 电池厂对基础设备投入增加太大不合适,但如果 主观忽略泄漏问题或者设低要求,又可能 对电池性能及安全造成影响,所以电 池厂要在两者之间平衡好。 

锂电池 行业作为新兴行业,电池厂 未必都意识到了杜绝电池泄漏的重要性,也未必 给了足够的重视。作为专 业的氦检设备提供商,新龙浩致力于用“专业”给锂电 池行业技术支撑和帮助,公司设 备可以根据电池企业泄漏标准灵活设定。 

高工锂电网:国内电池型号多样,氦检适 合所有电池类型吗? 

林琦武:目前氦 检适合用于方形铝壳和圆柱铝壳电池。中国作 为方形铝壳电池最大生产地,现在已 经在用氦检的基本都是方形铝壳电池,只要做 这种型号电池的电池厂都开始考虑用氦检。生产圆 柱铝壳电池厂家也逐步开始用氦检。 

而生产圆柱钢壳18650的电池 厂认为通过工艺可以保证泄漏很低,所以不用氦检。至于软 包电池不用氦检的原因在于,其外面 是一层软性材料,内外压差极小,气体出不来,导致目 前没有很好的解决方案。

高工锂电网:一套氦 检设备的成本大概是多少?会给电 池厂增加成本负担吗? 

林琦武:现在各 家电池厂的工艺不一样,生产效 率及电池型号都不同,新龙浩 会根据电池厂生产线安排、物流对 接方式提供定制设备,相应报价会有所不同。相对于 电池厂整线设备投入来说,氦检设 备投入是很少的。 

高工锂电网:新龙浩 在最初成立时为什么选择做氦检设备?如今有哪些技术优势? 

林琦武:上个世纪90年代,国内几 乎没有专业的氦检漏设备生产厂家。当时除 了军工和航天以外,民用领域(比如汽车制冷器件)也会用到氦检设备,但只能 买动辄几百万元的进口设备。在此背景下,我们开 始了氦检设备的研发,至今已经有17年。 

真空和 检漏是很有自己特征的行业,新龙浩 拥有核心技术及较长的经验积累,产品自 身配备了一套质量管理系统,可以让 设备始终能够稳定在一个精度水平线上,这是其 他同行所不具备的技术。如今新 龙浩产品在制冷和汽车零部件行业市场占有率第一,我们可 以用其他行业积累的经验,帮助锂电行业成长。 

总体来看,目前中 国氦检设备供应商涉足电池领域的约在3家左右,数量还是很少。有些动 力电池企业采用丹麦公司进口的氦检设备,但价格至少贵1倍以上。 

高工锂电网:未来电 池行业对氦检设备的需求是怎样的?会比汽 车零部件行业需求大吗? 

林琦武:从产品 质量提升角度来看,电池厂 会越来越重视氦检,总体需 求肯定是增长的;另从检漏技术来看,到最后 应该可以给各种不同类型电池都能提供最好的技术方案,所以未 来不管电池厂走哪个技术方向,总体需求都会上升;如果跨领域比较来看,电池行 业对于氦检的需求暂时不会比汽车行业更大,长远来说可能会。 


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