摘要：锂电设备是那种非标定制化的设备，在动力电池产能有着大规模增长需求的态势下，拥有规模化供应能力的锂电设备商数量是有限的，当下设备行业普遍存在产能紧缺这种状况，优质设备产能稀缺，企业交付压力很突出，锂电设备进入了卖方市场。为锂电设备配套的在线检测系统也进入到高速发展的阶段，某锂电池针对新能源电池极片和隔膜检测所开发的新能源汽车锂电池在线瑕疵质量检测，也会更好地去满足市场的需求。

关键词：新能源；锂电池；瑕疵；检测技术

引言

此刻，新一轮科技革命以及产业变革正蓬勃兴起，汽车跟能源、交通、信息通信等领域的关联技术加快融合，电动化、智能化、网联教化身为汽车产业的发展潮流和趋向。汽车产品形态、交通出行模式、能源消费结构正经历深刻革新，给新能源汽车产业施以了前所未有的发展契机。能够预见到，新能源汽车会变成全球汽车产业转型发展的主要方向以及推动世界经济持续增长的关键引擎。

1电池热失控检测方法分析

1.1电压检测

电池管理系统（BatteryManagementSystem，BMS）开展工作所依据的基础信号是电压信号，热失控检测一般会复用模组内的单体电压采集信号，当前，于电池模组里面采取柔性印刷电路板（FlexiblePrintedCircuit，FPC）来采集温度和电压信号，采样精度能够达到1至3mV 。电池发生热失控时，其内部热源致使电池自体温度快速攀升，电池隔膜（聚烯烃多孔膜）温度一旦超过110℃，便会开始收缩、穿孔，进而造成电芯内短路，致使无法维持电压，出现电芯电压急剧下降的状况。所以，依据电压值的变化或者电压变化率能够判断电池热失控的发生 。

然而，于工程应用方案里，特别难以将电压当作热失控判断的唯一根据，缘由如下：其一，当电芯串并联成组来用的时候，要是电芯是以并联方式进行连接的话，那么热失控电芯的电压下降会被并联电芯（未出现热失控）的电压给覆盖住，没办法及时报出电压过低或者压降过快的信号，必须要等到与之并联的电芯全部都发生热失控之后才会出现电压降低的情况；其二，当BMS主板或者从板受到干扰或者发生采样故障的时候，电压信号会出现异常，进而使得热失控预警被误触发；其三，在电池系统大功率放电的时候（就像上坡或者急加速工况那样），因为电池极化这个原因，单体电芯的电压会迅速下降，从而导致热失控预警被误触发。参照中国科学院的有关研究成果，电池电压下降速率特征参数的报警阈值，应当不少于0.05V/s 。

1.2气压检测

除了电压、温度这类基础性的数据之外，电池包内部的气压信号同样能够被运用于热失控检测，在工程应用的领域里是依靠放置在电池包内部的气压传感器开展检测工作的。电池包凭借布置在壳体上的透气阀能够达成内外气压的平衡状态，也就是正常运转的电池包内部气压应当与外界大气压力保持一致，气压数值为101kPa 。一旦单体电池出现热失控进而释放出大量的高温气体以后，电池包内部的气压会迅速地上升，一般情况下气压会上升至120kPa 以上，在触发电池包的泄压阀（防爆阀）之后，气压又会迅速地回落 。随后第二个单体发生热失控之后，气压会再次上升。

工程测试得出的结果显示，气压传感器出现误判的概率非常之低，也就意味着，监测到电池包内部气压突然增大，极大可能是电芯出现了热失控，然而，它漏判的概率比较高，原因在于：其一，像是18650电池这种由小型电芯构成的电池系统，其单体电芯热失控产生气体以及温度较低，无法使气压大幅上升，或许达不到触发的条件；其二，电池热失控引发的压力峰值维持的时间较短，通常是100ms，随后高温气体顺着电池包壳体配备的低压防爆阀（一般开启压力是3至5kPa）排出，以避免爆炸的风险。传感器因采样频率限制可能无法捕捉一过性的高压信号。

2应用方向

近来某锂电池发布了锂电池电芯极片和隔膜在线质量检测方案，所对准的是锂电池的核心部分，其手段是人工智能技术与先进工业拍照技术，能够实现对在线锂电池极片以及隔膜等材料表面缺陷的实时检测，还能够精准识别和分类缺陷种类，从制造初期就于根本上消除安全隐患。

详细来说，锂电池电芯极片在线质量检测方案可针对典型瑕疵，像长划线、缺料、杂质、异物点、漏箔、褶皱、边部不良、暗斑、A/B错位、裂纹、干料、色差、金属屑残留、折痕以及尺寸不良等展开实时检测，其检测工序涵盖涂布阶段、分切阶段、模切阶段，乃至卷绕机电池成型前。与此同时，锂电池隔膜在线质量检测方案能针对孔洞、油斑、撕裂、脱层、亮点、暗纹、白斑、划伤、晶点、漏涂、辊印、油渍、异物、水渍、夹料以及涂布条纹等进行实时检测。

3规范测试分析方法

采用同等测试分析技术的不同分析小组，其实验结果将会出现某些差异，倘若同一分析小组在后期进行重复性实验时，那么所获取的实验结果同样会存有差异。失效分析最根本的目的在于提出具有关键性质的解决措施，然而实验结果所存在的差异会致使解决措施出现极大偏差。此类问题并非仅仅局限于锂电池失效分析范畴内，而是广泛地存在于机械工程、汽车工程以及航空工程等其他领域的失效分析当中。所以，标准化分析流程遂成为一种必然的趋向。除开常规的材料物化分析技术，材料预处理、转移环境以及数据分析的规范化，对于准确剖析材料、认清失效机理而言都是必不可少的。比如说，测试样品的预处理会对检测结果准确性产生影响，样品受到的气氛保护事宜，电解液与气体的收集环境状况，电极材料混合物的分离情况，均与测试结果以及分析结论生死相依。

当下阶段，不同厂家的材料体系存在一定差异，电池型号不同呢，制备方法不一样，流程也有差别，其电化学性能受到这点影响，物化性能是受这个干扰，安全性能同样遭其左右，这带来了更多变量，给失效分析增添了更多的不确定性。当前所施行的锂离子电池测试标准，大多是针对电池单体或者电池包这类产品的安全性以及电性能去进行测试的，像IEC61960，JIS-C-8711 主要是着重于锂离子电池的电性能测试；IEC62133，UL2054，UL1642 以及 JISC-8714 等标准主要是着重于电池产品安全性能的测试标准 。国内当前有多款测试分析标准，多数是以材料作为出发点的，涉及到材料性能以及含量的测定方法 。另外，针对于电池组的GB/T31467《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统》，还有针对于电池包的GB/T31467《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统》，以及针对于单体电池制定的GB/T18287《移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范》，它们包含了部分安全检测项目，也包含了部分性能测试项目。

锂电池机理分析主要于高校和研究所展开，他们从基础科学视角，针对锂电池失效问题开展分析研究，在测试分析技术方面具备丰富经验。大量先进测试表征技术用于锂电池测试分析，像中子衍射、纳米CT、球差电镜以及原位检测技术等，这为更精准分析材料层面失效机理提供了支撑 。电池企业自行开展锂离子电池失效分析的研究，材料企业也自行开展锂离子电池失效分析的研究，然而，这些研究大多侧重于电池制造工艺以及材料的研发制备工作，其直接目的在于提升电池性能同时降低电池成本，大多运用大量正向验证实验，还积累了丰富的经验以及方法，不过，在逆向解析以及精准分析方面，存在经验不足且技术欠缺的状况。从效率与效益的角度予以考量，相关企业更期望在现有的常规测试技术基础之上，去发展具备高效性、准确性以及普适性的失效分析方法，这便对设计测试分析流程提出了更高的要求。

结语

当前，动力电池检测设备针对产品的检测，在准确性、一致性方面要求极严，面对繁杂的新能源锂电池产线，有一锂电池极片和隔膜在线质量检测系统，是自主设计研发的，依据不同产线的定制方案，能满足各类电池电芯的检测需求，极大地提升了客户的生产效率，最大程度地削减了客户的生产成本，满足了客户的各类需求。