电池无损检测监测方法分析

郝奕帆, 祝夏雨, 王静, 邱景义, 明海, 方振华

Analysis of battery nondestructive testing and monitoring methods

Yifan HAO, Xiayu ZHU, Jing WANG, Jingyi QIU, Hai MING, Zhenhua FANG

表1 关于电池无损检测监测方法对比分析的概述

Table 1 Overview of comparison and analysis of battery non-destructive testing monitoring methods

电池无损检测监测方法 适用研究场景及特点 面临的挑战 传感器 技术 电压传感器、温度传感器、气体传感器、光纤传感器 传感器以嵌入方式植入单体电池内部，实时监测电压、温度、释放的气体和应变等参数 单体电池异常情况对于大电池组变化细微，难以有效警示；在电池内部恶劣环境下，传感器监测精度和寿命受到一定影响 磁共振 技术 核磁共振技术(NMR)、电子顺磁共振技术(EPR) 可以对金属进行定性和(半)定量检测；监测电极、电解质分解及其界面上原子核周围的局部电子环境等 低分辨率；仅根据NMR光谱化学位移对锂沉积物微观结构性质定性分析不充分 X射线 技术 X射线吸收光谱(XAS)、X射线计算机断层扫描技术(CT) 定性定量地分析电极组件材料元素组成、电子态以及微观结构、界面相互作用等 时间分辨率低；对轻元素(锂、氧、钠)不敏感 中子散射技术 穿透力强，可从原子尺度研究材料物质结构和动态特性；对锂、钠、氧等轻元素敏感 散射低通量、亮度低 其他 技术 超声波检测技术 通过声波变化较为灵敏地持续无损监测电极材料的机械性能和结构变化 超声检测设备较大，难以与电池组组装 拉曼散射技术 定性定量检测电极材料结构变化以及样品浓度 时间分辨率差；难以在液体电解质中成像离子传输过程