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鋰電池原位產(chǎn)氣量兩種不同的測(cè)試原理介紹

隨著電動(dòng)汽車的普及,鋰電池的安全性問題備受關(guān)注。其中,鋰電池在充放電過程中產(chǎn)生的氣體問題是一個(gè)重要方面。為了確保鋰電池的安全使用,需要對(duì)鋰電池的原位產(chǎn)氣量進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量和評(píng)估。本文將詳細(xì)介紹兩種不同的測(cè)試原理,即常見的阿基米德浮力法和超微量流量計(jì)法,以幫助讀者更好地理解鋰電池產(chǎn)氣量的測(cè)量方法。


一、阿基米德浮力法

阿基米德浮力法是一種經(jīng)典的測(cè)量方法,其基本原理是利用氣體產(chǎn)生的浮力來測(cè)量氣體的體積。在鋰電池產(chǎn)氣量的測(cè)量中,阿基米德浮力法通常采用以下步驟:

1. 將待測(cè)鋰電池懸吊連接于稱重傳感器或拉壓力傳感器。同時(shí),將懸吊的鋰電池完全浸沒于某種恒溫液體中?;?,將待測(cè)鋰電池懸吊于固定支架,將懸吊的鋰電池完全浸沒于某種恒溫液體中,再將整個(gè)液體容器置于稱重傳感器之上。

2. 將鋰電池的正負(fù)極與充放電測(cè)試系統(tǒng)連接,同步進(jìn)行充放電。

3. 由于充放電過程會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部產(chǎn)氣和壓力的變化,從而引起軟包電池外殼鋁塑膜的體積變化。根據(jù)阿基米德定律,物體的浮力等于排開同體積液體的重量,因此懸吊的電池在液體中受到的浮力會(huì)產(chǎn)生變化。

4. 通過測(cè)量浮力的變化,可計(jì)算氣體的體積,進(jìn)而得到鋰電池的產(chǎn)氣量。


阿基米德浮力法的優(yōu)點(diǎn)是無需破壞電池外殼結(jié)構(gòu)。但是,這種方法適用于體積有明顯變化的電池,如軟包電池,不適用于金屬硬殼電池,如方形電池、圓柱電池的測(cè)量。此外,阿基米德浮力法的測(cè)量速度較慢,需要一定的時(shí)間來獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。


二、微量流量計(jì)

微量流量計(jì)法是一種基于氣泡動(dòng)力學(xué)對(duì)微量氣體流量進(jìn)行測(cè)量的方法。其基本原理是由于氣體進(jìn)入特定粘度的介質(zhì)中,由于介質(zhì)分子與氣體分子之間的相互作用破壞了介質(zhì)表面的力平衡,使介質(zhì)表面張力減小,從而在介質(zhì)中形成微小氣泡。


由于該介質(zhì)具有惰性與電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體不發(fā)生相互用,其形成的氣泡可等同于電池產(chǎn)氣體積。然后利用光學(xué)、超聲波、電磁等傳感器測(cè)量氣泡,即可得到產(chǎn)氣量。在鋰電池產(chǎn)氣量的測(cè)量中,微量流量計(jì)法的使用非常簡(jiǎn)單:將預(yù)置產(chǎn)氣接口的鋰電池直接與設(shè)備對(duì)接即可。


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微量流量計(jì)法的優(yōu)點(diǎn)是:

① 直接原位測(cè)量電池產(chǎn)氣,無需任何轉(zhuǎn)換等中間步驟。

② 適用于各種電池形態(tài),包括軟包、方形、圓柱電池等。

③ 適用于連續(xù)或非連續(xù)氣體的流量過程測(cè)量。

④ 精度高。

⑤ 可串聯(lián)氣體成分分析等更高級(jí)的氣體分析設(shè)備。


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