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露點儀智能測量提?高鋰離子電池的制造工藝

露點儀智能測量提高鋰離子電池的制造工藝

(文章來源:vaisala)

1、監測鋰離子電池制造過(guo)程中的濕(shi)度

    鋰離子電池(chi)在制造過(guo)程(cheng)中對(dui)濕(shi)度十分(fen)敏感。這一具有(you)挑戰性(xing)的生產環(huan)境要求(qiu)濕(shi)度探測(ce)儀表性(xing)能可靠(kao)并且對(dui)可能在此過(guo)程(cheng)中產生的副產品具有(you)較強的抵抗(kang)性(xing)。

    出于以下三個(ge)原因,干燥(zao)空氣(qi)管理(li)在鋰離子 (Li-ion) 電池(chi)制造過程中至關重要(yao): 
首(shou)先(xian),為(wei)了防止(zhi)發生可(ke)能導(dao)致失火和爆炸之類危險的意(yi)外化(hua)學反應;

其次,為了防止(zhi)出(chu)現產品質量問題;

第三,為了在控制與干燥大(da)量氣(qi)體相關聯(lian)的工藝中(zhong)節約成(cheng)本。

    鋰離子電(dian)池制造過程是在干燥室或(huo)手套箱中(zhong)執(zhi)行(xing)的(de),其中(zhong),必須(xu)對本(ben)地(di)微(wei)環境(jing)進行(xing)控制,以便(bian)保持上佳生(sheng)產條件。

    可以通過多(duo)種不同的(de)方式(shi)使用(yong)露點儀表來(lai)實現(xian)上述目標。露點儀(yi)智能測量提高鋰(li)離子電池(chi)的制(zhi)造(zao)工(gong)藝。可以(yi)使用露點測量來監測和控制實際的(de)干(gan)燥機。在(zai)某些(xie)情況下,可以(yi)通過實現露點需(xu)求(qiu)切換,提高干(gan)燥機性(xing)能并且降低能耗。

    處理環境的(de)(de)(de)典(dian)型露(lu)(lu)(lu)點溫度(du)范(fan)圍是從 -50 °C到(dao) -40 °C。使用露(lu)(lu)(lu)點來表(biao)示此(ci)級別下的(de)(de)(de)水蒸汽濃(nong)度(du),因為相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)(dui)濕(shi)(shi)度(du)值(zhi)低(di)于 1%。對(dui)(dui)于用于測(ce)量(liang)相(xiang)對(dui)(dui)濕(shi)(shi)度(du)的(de)(de)(de)大多數儀表(biao)來說(shuo),即使它們(men)能夠將顯示和輸(shu)出值(zhi)轉換(huan)為露(lu)(lu)(lu)點溫度(du),在(zai)此(ci)級別也(ye)缺乏有意義(yi)的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)所需(xu)的(de)(de)(de)分辨率和精(jing)度(du)。例如,在(zai)露(lu)(lu)(lu)點溫度(du)為 -50 °C 時,升高 5 °C 達(da)到(dao) -45 °C 表(biao)示相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)(dui)濕(shi)(shi)度(du)變化(hua)僅為0.1% – 這是很難(nan)與其他干擾信(xin)息區(qu)分開來的(de)(de)(de)值(zhi)。

    可(ke)(ke)以(yi)通過多種(zhong)不同(tong)的(de)方(fang)(fang)式(shi)使(shi)用(yong)(yong)露(lu)點儀(yi)表來實(shi)現(xian)上述(shu)目標。可(ke)(ke)以(yi)使(shi)用(yong)(yong)露(lu)點測量來監測和控(kong)制實(shi)際的(de)干(gan)燥機。在(zai)某(mou)些情況下,可(ke)(ke)以(yi)通過實(shi)現(xian)露(lu)點需求切(qie)換,提高干(gan)燥機性(xing)能并(bing)且(qie)降(jiang)低(di)能耗(hao)。露(lu)點儀(yi)表還可(ke)(ke)以(yi)安(an)裝(zhuang)(zhuang)在(zai)供氣管線(xian)上每個過程的(de)入口,可(ke)(ke)以(yi)采用(yong)(yong)直接安(an)裝(zhuang)(zhuang)的(de)方(fang)(fang)式(shi),也(ye)可(ke)(ke)以(yi)通過使(shi)用(yong)(yong)采樣單元或球閥進行安(an)裝(zhuang)(zhuang)。這(zhe)些儀(yi)表可(ke)(ke)以(yi)快速發(fa)現(xian)問(wen)題(ti),并(bing)且(qie)幫(bang)助(zhu)確定問(wen)題(ti)是(shi)(shi)小(xiao)范圍問(wen)題(ti)還是(shi)(shi)更(geng)為普遍化的(de)問(wen)題(ti)。露(lu)點儀(yi)表可(ke)(ke)以(yi)安(an)裝(zhuang)(zhuang)在(zai)一般的(de)工(gong)作(zuo)區域(yu),并(bing)且(qie)可(ke)(ke)用(yong)(yong)作(zuo)環境監視器。


污染問題

    露點傳(chuan)感器(qi)可(ke)(ke)能會(hui)(hui)由于從過程中(zhong)使(shi)用的(de)(de)(de)電解質(zhi)蒸發而生(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)化學物(wu),在(zai)生(sheng)產環(huan)境中(zhong)受到污染。典型鋰(li)離(li)子(zi)電池(chi)中(zhong)的(de)(de)(de)液態電解質(zhi)可(ke)(ke)由有機溶(rong)劑(ji)中(zhong)的(de)(de)(de)鋰(li)鹽(yan)構(gou)成(cheng),例(li)如(ru)(ru) LiPF6、LiBF4 或 LiClO4 – 通(tong)常為碳(tan)(tan)酸(suan)亞乙酯 (EC)、碳(tan)(tan)酸(suan)二甲酯 (DMC)或碳(tan)(tan)酸(suan)甲乙酯 (MEC)。所有這些溶(rong)劑(ji)都可(ke)(ke)能會(hui)(hui)損壞(huai)露點傳(chuan)感器(qi)。如(ru)(ru)果電解質(zhi)為 LiPF6,則它將以(yi) Li+ 和 PF6- 離(li)子(zi)的(de)(de)(de)形式(shi)存在(zai)。與環(huan)境中(zhong) H2O 產生(sheng)的(de)(de)(de)反應(ying)將創建氟(fu)化氫 (HF) 酸(suan)。這是(shi)一種(zhong)會(hui)(hui)腐(fu)蝕電池(chi)端子(zi)之間隔(ge)離(li)膜的(de)(de)(de)強酸(suan),增加了短路和失火的(de)(de)(de)風險。它還(huan)可(ke)(ke)能會(hui)(hui)導致露點傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)(de)性能降(jiang)級。所面臨的(de)(de)(de)挑戰對于不(bu)同電池(chi)構(gou)造來說是(shi)類似的(de)(de)(de)。