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监测锂电池制造过程中的水蒸气 如何挑选购买锂电池

时间:2020-07-21    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

电池的制造过程对于湿气非常敏感。这种挑战性的生产环境需要配备一种性能可靠,并对可能存在于空气中的过程副产品具有很强耐受性的水蒸气探测仪。

在锂电池的制造过程中,对干燥空气的处理极为重要,主要有以下三个原因:首先,防止可能引起火灾和爆炸等不必要的化学反应;第二,防止出现产品质量问题;第三,掌握并控制与干燥大量空气相关的成本。锂电池的制造过程是在干燥的房间或手套箱中进行的,必须对其局部小环境进行控制以保持良好的生产工况。工艺过程环境的典型露点温度范围为- 5 0℃到- 4 0℃之间。露点来表示这个级别的水蒸气浓度,因为相应的相对湿度值小于1 %。大部分用来测量相对湿度的仪表,即使它们将显示值和输出值转换成露点温度,依然缺乏在这个级别有意义的测量所必须的分辨率和精度。例如,当露点温度为
- 5 0℃时,5 ℃变成- 4 5℃表示对应的相对湿度变化仅仅为0 .1 % ,这个数值都很难与噪音区别开来。

露点传感器的理想安装地点露点仪可按多种使用方式来实现上述目标。通过测量露点可以监测并控制空
气干燥机。有时还可以通过露点指令开关功能来改进干燥机的性能,并减少能量消耗。露点仪也可以安装在供气管路上各个流程的进口处,可直接安装或通过采样室/球阀进行安装。这些仪器能够迅速发现问题,并帮助判断问题是局部的还是更具普遍性的。露点仪也可以安装在一般工作区域,用于环境监测。

污染问题
露点传感器在生产环境中可能受到工艺过程中使用的电解液蒸发的化学物的污染。典型锂电池中的电解液可能由各种锂盐组成,例如有机溶剂内的LiPF6,LiBF4或者LiClO 4,这些有机溶剂通常是碳酸乙烯酯(EC),二甲基碳酸盐(DMC)或碳酸甲乙酯(M EC)。所有这些溶剂都可能损坏露点传感器。如果电解液是LiPF6,它以Li+和P F 6-离子的形式出现。在环境中与H2O反应将会生成一种强酸,会腐蚀阴极和阳极之间的隔离膜,增加了短路或起火的危险。它还可以降低露点传感器的性能。成分不同的电池都面临着类似的挑战。

露点测量解决方案
露点测量的常用解决方案包括冷镜式露点仪,氧化铝或硅传感器,以及聚合物湿度传感器。每种仪器各有优缺点。冷镜式露点仪采用光学反射来探测反射面(镜面)上的冷凝温度。这类仪器在实验室条件下非常,但是,当含有溶剂的样气在镜面产生冷凝时,则会产生一种称为拉尔效应(Raoult)的测量误差。强酸或强酸基也可能损伤镜面。氧化铝和二氧化硅传感器可以测量极低的露点温度。由于任何气体都会造成传感器的连续氧化并导致测量误差,因此必须仔细监测这些仪器的校准。聚合物传感器可以配制成能抵抗多种化学污染物。令人遗憾的是,大多数聚合物传感器不能在相对湿度百分之几的范围内工作,因此不适用于露点低于- 2 0 ℃ 的条件。维萨拉可提供一种化学耐受性强的高聚合物露点传感器,它可以主动动作以实现长期的可靠性,同时其测量偏差也小。这种维萨拉D R Y C A P ® 传感器
采用A U T O C A L 软件来监测传感器的准确度,并在必要时进行调节。可手动或自动激活传感器净化功能以便清除传感器上累积的化学污染物。没有任何单独一种露点传感器技术适合于全部应用领域。但是,维萨拉DRYCAP®技术已经在各种应用领域中久经考验和证明,包括长达十年的干燥室监测。维萨拉DRYCA P ®仪表可作为低成本的变送器或全配置现场仪表使用。它们易于安装和操作。所有维萨拉DRYCA P ®露点仪都配备符合I S O 或N P T 标准螺纹的探头。维萨拉的采样室有多种螺纹接头可选,可与多种管接头匹配,或配备焊接压合接头与6 m m 或1 /4 "的管子匹配。通过球阀可以在不停工的情况下安装或拆卸露点探头。


锂离子电池内部是一个较为复杂的化学体系,这些化学系统的反应过程及结果都与水分密切相关。而水分的失控或粗化控制,导致电池中水分的超标存在,不但能导致电解质锂盐的分解,而且对正负极材料的成膜和稳定性产生恶劣影响,导致锂离子电池的电化学特性,诸如容量、内阻、产品特性都会产生较为明显的恶化。

水分对锂电池内阻的影响:

 随着电池水分的增加,内阻呈上升的趋势。产生电池内阻差异的主要因素有如下2个方面:

①SEI膜的差异导致电池内阻的差异。在电解液溶剂体系中,痕量的水能够形成以Li2CO3为主、稳定性好、均匀致密的SEI膜,其内阻较小。

②水分含量多于体系形成SEI膜的所需含量时,在SEI膜表面生成POF3和LiF沉淀,导致电池内阻增加。

电池制程中的水分引入

先了解一下锂电的生产过程:

水分来源基本上分为以下几个来源:

1、车间水分来源。

a、空气中的水分,一般用相对湿度来衡量。在不同温度和天气,有很大的差别,在夏天的雨天可以达到90%,冬天的雪天则30%左右,在夏天的晴天50%左右,冬天的晴天则20%左右。

红外线水分检测仪原理:

《冠亚牌》WL-20系列锂电池浆料固含量测定仪是由深圳市冠亚公司研发并生产,WL系列型在继承了冠亚以往设备优异性能的同时,更多是集合了现代化的科技亮点,实现了高智能化的设计理念。在设备显示部分采用了高分辨率的7寸液晶大屏幕,可直接通过全屏触控的模式在液晶屏上直接进行测试参数、条件设定等,实现了人机一体化的操作模式,改变了一往水份仪设备不能实时观看数据过程变化的弊端,分析完毕后,仪器屏幕自动锁定终的数据。无需人员看护、维护实验过程。操作人员不需要进行培训,看说明书或者产品操作流程即可全面掌握并操作,同时根据说明书上的提示,即可简单处理设备工作中出现的各类现象。

WL系列锂电池浆料固含量测定仪采用率的烘干加热器-高品质的环状灯管,对样品进行快速、均匀的加热,样品的水份持续不断的被烘干。整个测量过程,仪器全自动的实时显示测量结果:样品重量、含水量、测定时间、加热温度等;应用了国际烘箱干燥法原理,测定结果与烘箱法水分测定具有良好的一致性,工作效率却远远高于烘箱法水分测定,一般样品只需要几分钟即可测量完毕,因此受到广大用户的青睐与好评。

锂电池浆料固含量测定仪技术参数:

1、称重范围:0-90g

●SFY商标8931081

水分测定范围:0.01-100%

★干重测定范围:100-0.00%

3、称重小读数:0.001g

●JQR称重系统传感器

●CMC计量许可证00000018号(生产许可证)

4、样品质量:0.5-90g

5、★加热温度范围:当前环境温度-205℃

                   温度误差:±0.5℃

●加热方式:应变式混合气体加热器

●6、水分含量可读性:0.01%

显示8种参数:

● 水分值,干重,样品初值,样品终值,测定时间,温度初值,终值,恒重值

● 显示:彩色7寸液晶触摸屏

● 操作模式:全屏幕触控式

● 屏幕分辨率:800x480



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