2018年8月27日，上海——世界領(lǐng)先的檢漏儀器儀表開發(fā)商、制造商與供應(yīng)商英福康(INFICON)公司與特種玻璃和微晶玻璃領(lǐng)域領(lǐng)先的跨國高科技集團(tuán)肖特(SCHOTT)在參展2018上海國際鋰電工業(yè)展之際，聯(lián)合發(fā)布了其最新的新能源汽車電池密封性提升解決方案——玻璃-鋁密封技術(shù)(GTAS)采用玻璃材料作為電池電極的密封端子，取代傳統(tǒng)塑料密封件，徹底防止?jié)駳鉂B入電池;同時(shí)結(jié)合英福康最先進(jìn)的氣體檢測方法，讓符合最高標(biāo)準(zhǔn)的密封性成為可能，從而將電動汽車電池容量和壽命提升至新的發(fā)展階段。

作為關(guān)鍵消耗品，動力電池占據(jù)了電動汽車價(jià)值的三分之一。但電池含有易燃電解液，需要在整個(gè)壽命期間保持容量，質(zhì)量控制格外重要。動力電池壽命的標(biāo)準(zhǔn)：在10000次充電循環(huán)后，其應(yīng)保持80%以上容量-這對日常行駛的電動汽車和混合動力汽車來說頗具難度。“為實(shí)現(xiàn)長久的工作壽命,防止電解液泄漏及水分和濕氣滲入電池極為關(guān)鍵,因?yàn)殡娊庖嚎赡芘c水反應(yīng)生成氫氟酸。而長期的濕氣滲入甚至可能造成電池徹底損壞。只有現(xiàn)代的氣體檢測方法才能確保實(shí)現(xiàn)這種必不可少的密封性。”英福康中國銷售總監(jiān)趙凡非先生表示。

針對制造商已注入電解液完成封裝，需檢測外殼是否泄漏，極限泄漏率范圍需要達(dá)到極低的10-5至10-6mbar·l/s的情況，傳統(tǒng)的水涇檢測、泄漏檢測噴霧或壓降測量都無法滿足，英福康的真空室氦氣檢測則能完美應(yīng)對，不僅可實(shí)現(xiàn)精確檢測還具備周期時(shí)間短、高度自動化的優(yōu)勢，無需作業(yè)員干預(yù)。若遇到無法加注氦氣的情況，還可采用將電池置于高壓氦氣環(huán)境的“壓氦法”。英福康中國汽車行業(yè)經(jīng)理周兆劍先生補(bǔ)充道：“‘壓氦法’主要用于有剛性外殼的電池。此外，對方形電池制造，在早期階段，甚至是電池注入電解液之前檢測外殼的密封性通常會很有幫助。注入完成后，僅需對電池的某些部分進(jìn)行泄漏檢測。而針對電池芯組合成電池模塊時(shí)以及將電池模塊組裝成電池組時(shí)有可能出現(xiàn)的泄漏，英福康可提供采用氦氣或混合氣體作為檢測氣體且檢測結(jié)果更為精確的嗅探器泄漏檢測方案。”

在展會現(xiàn)場，英福康展示了旗下多款成功應(yīng)用于電池及新能源汽車行業(yè)的創(chuàng)新產(chǎn)品，其中，將最佳緊湊性和最高精準(zhǔn)度完美結(jié)合的LDS3000模塊式氦檢漏儀、P3000吸槍式氦檢漏儀、Sentrac氫氣檢漏儀等亮點(diǎn)產(chǎn)品備受關(guān)注。

眾所周知，目前的鋰離子動力電池存在一些潛在的薄弱環(huán)節(jié)。例如使用有機(jī)聚合物作為電極柱的密封件——這在我國動力電池行業(yè)十分普遍，由于所有有機(jī)材料(包括聚合物密封件)會隨著時(shí)間而逐漸老化,因此極有可能會影響電池的密封性。肖特中國亞洲區(qū)銷售和業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)葉國宏表示：“好比是陽臺上的塑料晾衣架，很容易發(fā)脆壞掉。我們的解決思路是從根本上解決——我們開發(fā)了玻璃-金屬密封蓋板，數(shù)十年來已經(jīng)應(yīng)用到不同類型的鋰電池上，使用玻璃作為金屬的密封材料已經(jīng)很成熟。此次推出的新技術(shù)：玻璃-鋁封裝(GTAS)技術(shù)可以有效消除動力鋰電池蓋板中的這些薄弱環(huán)節(jié)。”

肖特中國銷售總監(jiān)王川先生進(jìn)一步解釋說：“這些GTAS密封圈由特殊玻璃制成，其成分經(jīng)過精細(xì)調(diào)整，符合鋁的特性：兩種材料的熱膨脹系數(shù)相互配合。利用壓縮密封的原理，將特殊玻璃環(huán)套在兩個(gè)鋁或銅質(zhì)電極柱上，然后在其外部套一個(gè)更大的鋁環(huán)，由于鋁的膨脹速度比玻璃快，當(dāng)材料再次冷卻時(shí)，鋁從外部對電極柱所穿過的玻璃密封圈進(jìn)行壓縮，這種壓力也就確保了堅(jiān)固的機(jī)械密封。傳統(tǒng)方形電池的蓋板通常包括多達(dá)11種由塑料、銅和鋁制成的不同組件。而在采用GTAS技術(shù)的蓋板中，每個(gè)電極柱只包括少量組件：電極柱由鋁或銅制成，密封圈由特殊玻璃制成，環(huán)則由鋁制成。因此，智能、精簡的設(shè)計(jì)可為方形電池提供可靠的氣密性。在電極上使用GTAS技術(shù)，同時(shí)在蓋板和主體接合時(shí)采用激光精細(xì)焊接是提升方形電池壽命的兩個(gè)關(guān)鍵因素。”

隨著電動汽車取得巨大成功,電池材料供應(yīng)商和電池制造商將會有越來越多的密封需求。英福康以及肖特公司此次正是從這兩個(gè)方向來應(yīng)對動力電池氣密性的挑戰(zhàn)，即:明智的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和先進(jìn)的泄漏檢測。趙凡非先生總結(jié)表示：“未來屬于電動汽車。面對時(shí)代的新挑戰(zhàn)，我們將持續(xù)創(chuàng)新，助力中國鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，更好地為不斷壯大的新能源汽車市場服務(wù)。”

圖1：英福康和肖特公司聯(lián)合舉辦了新聞發(fā)布會，發(fā)布其最新的新能源汽車電池密封性提升解決方案。

圖2：英福康和肖特公司參展2018上海國際鋰電工業(yè)展，展示了旗下多款成功應(yīng)用于電池及新能源汽車行業(yè)的創(chuàng)新產(chǎn)品。