电芯gas测试产气速率测试方法

　　电芯“Gas测试”中的产气速率(Gas Generation Rate)是评估锂电池在循环、存储或滥用条件下内部气体生成速度的关键参数。产气会导致电芯鼓包、体积膨胀、内压升高，严重影响电池的安全性、循环寿命和结构完整性，尤其在软包电池中表现尤为明显。

　　主要测试方法

　　1. 排水法 / 水位移法(常用、直接)

　　原理：将电芯置于密闭容器中，产生的气体通过导管排入倒置的量筒或滴定管中，通过测量排出水的体积来确定产气量。

　　装置组成：

　　恒温箱(控制温度)

　　密封腔体(耐压、气密性好)

　　气体导管

　　水槽与量气管(或电子气量计)

　　电池测试柜(充放电)

　　步骤：

　　将电芯放入密封腔体，连接充放电夹具和气体导管。

　　抽真空或充惰性气体(如Ar)排除系统内空气。

　　将导管末端浸入水中，记录初始水位。

　　按设定程序(如循环、高温存储)进行充放电。

　　定期记录排出水的体积(即产气量)。

　　绘制产气量-时间或产气量-循环次数曲线，计算斜率即为产气速率。

　　优点：设备相对简单，结果直观，成本低。

　　缺点：精度受水温、大气压影响;不能分析气体成分;高频测量困难。

　　2. 压力传感器法

　　原理：将电芯置于密闭刚性容器中，利用高精度压力传感器实时监测腔体内压力变化，结合理想气体状态方程(PV=nRT)计算气体物质的量变化，进而得到产气速率。

　　公式：

　　优点：可实时、连续、高精度监测产气过程，响应快。

　　缺点：需要精确控温(T恒定);腔体体积小则灵敏度高但易超压;同样无法分析成分。

　　3. 质谱(MS)或气相色谱(GC)在线分析法

　　原理：将电芯与质谱或气相色谱仪联用，通过毛细管实时抽取电芯释放的气体，进行成分定性/定量分析，同时可计算各组分的生成速率。

　　应用：

　　研究产气机理(如H₂来自析锂，CO₂来自SEI分解)。

　　评估不同材料或添加剂对特定气体生成的抑制效果。

　　优点：不仅能测速率，还能明确产气成分，科研价值高。

　　缺点：设备昂贵，系统复杂，多用于实验室研究。

　　4. 原位体积监控法(如光学法、位移传感器)

　　原理：通过激光测距、千分表或摄像头监控电芯厚度变化，假设体积膨胀主要由气体引起，估算产气量。

　　优点：非侵入式，可集成到电池包中。

　　缺点：假设条件强(膨胀=产气)，受材料膨胀、电解液消耗等干扰，精度较低，多用于定性判断。

      来源：网络