Page 112 - 无损检测2022年第十二期
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陈佳慧, 等:
锂电池安全性能无损检测技术研究进展
池空耦超声透射波信号最大幅值随气泡缺陷直径的
变化曲线如图 5 所示 [ 11 ] 。
图 5 锂电池空耦超声透射波信号最大幅值随气泡
缺陷直径变化曲线
黄锴 [ 12 ] 进行了电解液浸润效果的可视化探究,
通过浸润过程不同时刻的成像结果, 观察电解液在
浸润过程中的变化, 其超声成像结果如图 6 所示, 图
中绿色表示电解液浸润良好, 蓝色表示未充分浸润,
由图 6 可见, 该方法可用来观测电解液是否充满、 判
图 3 电极的计算机断层扫描检测结果
断电池内部是否存在空隙, 也可以用来研究注液方
成, 可采用 X 射线对其进行检测, 由于 X 射线对于
式对电解液浸润效果的影响。
高密度材料敏感, 能够检测到的 主要是金属异物。
电解质存在过多空气主要由封装不良、 电池芯内部
化学反应、 电解质浸润不良等因素造成。
[ 10 ] 等使用 CT 成 像 技 术 分 析 了 电 池 的
LAMB
内部结构, 并从环境、 温度以及电池结构等 3 个方面
分析了锂电池可能存在的短路问题。马天翼等 [ 9 ] 使
用 CT 扫描技术对电池内部结构进行检测, 得到的 图 6 电解液浸润过程的超声成像结果
动力电池密封圈异物 CT 图像如图 4 所示, 其中异 加拿大达尔豪斯大学的 JEFF 与华中科技大学
物粒径约为 100 μ m ( 异物可能会导致电池密 封不 的沈越等 [ 13 ] 提出了一种基于超声扫描技术研究软
严, 电解液泄漏)。 包和棱柱型锂离子电池的方法( 聚焦超声扫描的原
理见图 7 ), 利用直径小于 1mm 的聚焦超声波束可
实现亚毫米级分辨率的检测。该方法通过超声透射
波束对电池内部进行原位无损检测, 可检测电池内
部电解液老化损耗、 电解液浸润、( 固体电解质界面
生长、 气体分布等情况。
3 总结与展望
锂离子电池的自身安全系数已成为制约锂离子
图 4 动力电池密封圈异物的 CT 图像
电池应用的一项重要指标, 电池出厂前需要进行全
RHODES 等利用声发射技术对锂电池不同材 方面的安全性能检测。现阶段锂离子电池的表面缺
料的电极进行检测, 分析电池内部气体的产生情况。 陷、 电极缺陷、 内部缺陷分别存在着多种不同的检测
张曼 [ 11 ] 针对锂电池中是否存在空气层缺陷的问题, 方法, 为简化检测流程, 需要一种可以对锂电池的各
采用空气耦合超声回执穿透法对锂离子电池进行检 个部位进行全方面检测的方法。
测, 试验设置采样频率为 10MHz , 增益为 33dB , 每 相关研究表明机器视觉技术、 主动热成像、 X 射
组采集 2584 个点, 采集若干组数据, 计算出的锂电 线照相、 声发射、 超声成像等方法可对锂电池的表面
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2022 年 第 44 卷 第 12 期
无损检测
