深圳科敏传感器研究院成功研发首款动力和储能电池气体传感器(漏液检测)

发布人:管理员   日期:2023-01-10


中国储能网讯:深圳科敏拥有新能源汽车(三电系统)和储能电池(热管理)传感器先进技术,是一家可提供整套传感解决方案的技术领先型企业。科敏传感器创新研究院自2019年起,联合上海交通大学气体传感器研究院以及深圳弗迪动力有限公司,于近日成功研发出[敏感词]动力和储能电池气体传感器(漏液检测:检测挥发物质(VOCs)气体浓度变化)。

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NO1.研制背景

锂离子电池在漏液的早期会产生二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、可挥发性有机物(VOCs)和氢气 (H2)等气体。那么,如何能够在在危险萌芽状态即被侦测,为生命财产安全保驾护航?

NO2.机理分析

2.1.二氧化碳(CO2)气体来源于电池漏液的早期阶段,即在危险发生时,电池内部的SEI膜(主要成分:碳酸锂(Li2CO3)、甲基碳酸锂(LMC)、乙稀碳酸锂(LEDC))会在电解质六氟磷酸锂(LiPF6)的催化作用下发生分解而产生二氧化碳(CO2);所以异常情况下初产气体的侦测与识别对于早期发现锂电池漏液非常关键!利用二氧化碳(CO2)浓度来监测动力电池漏液具有较高的可行性。然而,由于空气中含有约400 ppm浓度的二氧化碳(CO2),会产生传感器误报的情况。

2.2.此时,就需要其他“危险信号气体”辅助侦测。标志性的气体有两种:一氧化碳(CO)和可挥发性有机物(VOCs)。

一氧化碳(CO):主要来源于电池漏液和热失控后期的爆燃阶段(电池包密闭的环境中电解质燃烧不充分情况下产生该气体)。从时效性方面看,用检测一氧化碳(CO)浓度的作为检测项目显然无法实现早期安全预警!

可挥发性有机物(VOCs):电池内部含有大量低沸点有机电解质,如碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(DEC)等,当电池内部温度上升时,这些有机电解质很容易被汽化,并通过排气阀释放。因此,监测挥发性有机物(VOCs)浓度成为早期预警电池热失控异常的理想手段。同时,这点也被国际权威研究单位所证实:在电池漏液异常发生时,可挥发性有机物(VOCs)是析出最快的气体,浓度仅次于CO2,此时的电池温度却没有明显变化。然而,同样的,由于可挥发性有机物(VOCs) 浓度主要受温度影响,在动力电池被高倍率使用时,温度可能短时间处于较高状态,电解质汽化(VOCs)并被排出,易导致传感器误报情况,也需要与其他“危险信号气体”联合预警,进一步增强传感器的预警准确性。

NO3.成功研发

具有CO2和VOCs气体双重侦测功能的KM-CO2/VOCs-I应运而生!

科敏传感器创新研究院历时三年多,研制出KM-CO2/VOCs-I传感器!它是一个带有CAN FD输出接口的气体检测传感器,具有CO2和VOCs气体双重监测功能;具有[敏感词]的混合气体定性和定量检测性能,通过监测电池漏液产生的气体反馈电池是否安全运行,否则,传感器将及时反馈切断充电回路,有效预防电池热失控危险。

þ该传感器采用了高抗化学腐蚀设计,其对气、液媒质的接触具有特殊防护功能,无惧化学物质腐蚀;

þ传感器内部的元件及电路均采用多重保护设计,可有效确保它在[敏感词]工况下稳定、敏感;

þ产品外壳采用“尼龙66”工程塑料进行封装,有着良好的柔韧性,避免自身应力和外部机械力破坏;

þKM-CO2/VOCs-I的所有部件均符合车规级及RoHS标准。

NO4.结束语

深圳科敏凭借核心技术和自动化设备优势,精益求精,不断攻克传感技术难题!

深圳科敏已在新能源汽车动力和储能电池传感器领域获得全国新能源领航企业的一致认可!并已经开始进行深入合作(如宁德时代、弗迪动力、上汽集团、阳光电源、蜂巢能源等)。

深圳科敏发展二十年以来,一直专注于新能源汽车和储能领域传感器技术的开发和研究,已成为国内新能源汽车动力电池和储能电池领域的传感技术领先企业。此次,新能源电池漏液气体传感器的成功开发,标志着深圳科敏在动力电池和储能电池传感器领域的又一次技术突破!

来源:深圳科敏

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