海瑞思质谱检漏系统助力电池泄漏的检测-电子发烧友网

01 电池泄漏的风险

目前车厂规定电池的使用寿命一般为8年左右，使用过程中如果电池电解液发生泄漏会影响电池寿命，导致车辆的续航里程降低；如果泄漏严重，在行驶过程中由于高温、摩擦或者涉水短路等因素可能引发汽车起火，造成严重的安全事故。

02 电池泄漏的检测方式

检测电池是否存在泄漏，目前有以下⼏种⽅法：

1.压力衰减法：传统检测方法，最高只能达到1×10−4Pa·m3/s的分辨率，精度不够；

2.VOC（可挥发性有机物）检测法：通过检测电池漏液判断电池是否泄漏，精度低容易误判；

3.氢氮混合气体浓度检测法：通过测量氢氮混合气体中氢气的浓度，转化成泄漏速率，判断是否有泄漏；

4.氦质谱法：通过加氦气检测电池是否泄漏，检测精度高，但是成本高，也存在缺陷；

5.RGA（Residual Gas Analysis/残余气体分析）法：目前最可靠的检测方法，检测精度高，成本相对较低。

压力衰减法的缺陷： 1.大漏测不准。电池注入电解液后，内部空间非常小，只有零点几毫升，采用直压间接或差压成品测试，对于大漏的产品无法识别； 2.分辨率太低。压力衰减法至高只能分辨1×10−4Pa·m3/s泄漏速率，远远达不到电池的检测精度要求。

VOC检测法的缺陷：

1.易被干扰。容易被其他挥发性有机化合物（VOC）的气体干扰，从而导致错误的判断； 2.易误判。电池VOC漏液后，会粘附在治具或管路中，清洁非常困难，会造成误判； 3.需定期校准。当怀疑读数不准时，需要用标准气体做校准，标准气体是一种耗品； 4.环境要求严格。设备对使用环境要求高，不能受其他VOC气体干扰。

氢氮混合气体浓度检测法的缺陷：

1.易被干扰。容易被环境中的氢气干扰，从而导致错误的判断；

2.最小分辨率太低。最多仅能分辨5×10−8Pa·m3/s的泄漏速率；

3.NG后启动时间长。如果产品大漏，氢氮混合气体漏出，会造成本底浓度过高，需要等待溢出气体散去才能进行下一次测试；

4.长期使用成本高昂。压缩氢气40L约1000元，只要检测，就需长期采购。

氦质谱检测法的缺陷：

①要提前加氦，氦气和氦质谱仪使用成本非常高； ②氦气的存放环境有要求； ③需要投入氦气回收系统，成本高； ④氦气很轻，在电池内部氦气会飘到壳体上方，壳体下方的缝隙没有氦气，下部如有泄漏将有可能检测不出来。

03 原理概述

海瑞思质谱检漏系统

海瑞思质谱检漏系统是一种基于电池泄漏RGA原理的检测设备。RGA为残余气体分析仪，通过质谱分析的方法可以定量和定性分析出真空腔中残余气体的浓度和成分。

RGA通过离子源使样品气体分子在高真空条件下离子化，分子电离后因接受了过多的能量进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子和中性粒子，它们在加速电场作用下获取具有相同能量的平均动能而进入质量分析器，质量分析器将同时进入其中的不同质量的离子。按质荷比m/e大小进行分离，分离后的离子依次进入离子检测器，采集放大离子信号，经计算机处理，分析出样品气体中的有机物成分。