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新能源鋰電池制造過程中的露點監(jiān)測

來源:無錫徽科特測控技術(shù)有限公司   2022年09月07日 13:35  

  電池的制造過程對于濕氣非常敏感。這種挑戰(zhàn)性的生產(chǎn)環(huán)境需要配備一種性能可靠,并對可能存在于空氣中的過程副產(chǎn)品具有很強耐受性的露點儀(水蒸氣探測儀)。

  在鋰電池的制造程中,對干燥空氣的處理極為重要,主要有以下三個原因:首先,防止可能引起火災(zāi)和爆炸等不必要的化學(xué)反應(yīng);第二,防止出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題;第三,掌握并控制與干燥大量空氣相關(guān)的成本。鋰電池的制造過程是在干燥的房間或手套箱中進行的,必須對其局部小環(huán)境進行控制以保持最佳的生產(chǎn)工況。工藝過程環(huán)境的典型露點溫度范圍為-50℃到-40℃之間。露點來表示這個級別的水蒸氣濃度,因為相應(yīng)的相對濕度值小于1%。大部分用來測量相對濕度的儀表,即使它們將顯示值和輸出值轉(zhuǎn)換成露點溫度,依然缺乏在這個級別有意義的測量所必須的分辨率和精度。例如,當(dāng)露點溫度為-50℃時,5℃變成-45℃表示對應(yīng)的相對濕度變化僅僅為0.1%,這個數(shù)值都很難與噪音區(qū)別開來。

      露點傳感器的理想安裝地點:

  維薩拉DMT143L露點儀可按多種使用方式來實現(xiàn)上述目標(biāo)。通過測量露點可以監(jiān)測并控制空氣干燥機。有時還可以通過露點指令開關(guān)功能來改進干燥機的性能,并減少能量消耗。露點儀也可以安裝在供氣管路上各個流程的進口處,可直接安裝或通過采樣室/球閥進行安裝。這些儀器能夠迅速發(fā)現(xiàn)問題,并幫助判斷問題是局部的還是更具普遍性的。露點儀也可以安裝在一般工作區(qū)域,用于環(huán)境監(jiān)測。

  污染問題:

  露點傳感器DMT143L在生產(chǎn)環(huán)境中可能受到工藝過程中使用的電解液蒸發(fā)的化學(xué)物的污染。典型鋰電池中的電解液可能由各種鋰鹽組成,例如有機溶劑內(nèi)的LiPF,LiBF或者LiClO,這些有機溶劑通常是碳酸乙烯酯(EC),二甲基碳酸鹽(DMC)或碳酸甲乙酯(MEC)。所有這些溶劑都可能損壞露點傳感器。如果電解液是LiPF,它以Li+和PF6-離子的形式出現(xiàn)。在環(huán)境中與HO反應(yīng)將會生成氫氟酸(HF)。這是一種強酸,會腐蝕陰極和陽極之間的隔離膜,增加了短路或起火的危險。它還可以降低露點傳感器的性能。成分不同的電池都面臨著類似的挑戰(zhàn)。

  露點測量解決方案:

       露點測量的常用解決方案包括冷鏡式露點儀OPT401,氧化鋁或硅傳感器,以及聚合物濕度傳感器。每種儀器各有優(yōu)缺點。冷鏡式露點儀采用光學(xué)反射來探測反射面(鏡面)上的冷凝溫度。這類儀器在實驗室條件下非常精確,但是,當(dāng)含有溶劑的樣氣在鏡面產(chǎn)生冷凝時,則會產(chǎn)生一種稱為拉爾效應(yīng)(Raoult)的測量誤差。沒有任何單獨的一種露點傳感器技術(shù)適合強酸或強酸基也可能損傷鏡面。氧化鋁和二氧化硅傳感器可以測量極低的露點溫度。由于任何氣體都會造成傳感器的連續(xù)氧化并導(dǎo)致測量誤差,因此必須仔細監(jiān)測這些儀器的校準(zhǔn)。

  聚合物露點傳感器可以配制成能抵抗多種化學(xué)污染物。令人遺憾的是,大多數(shù)聚合物傳感器不能在相對濕度百分之幾的范圍內(nèi)工作,因此不適用于露點低于-20℃的條件。

  本公司可提供一種化學(xué)耐受性強的高聚合物露點傳感器——維薩拉DMT143L,它可以主動動作以實現(xiàn)長期的可靠性,同時其測量偏差也小。這種傳感器采用AUTOCAL軟件來監(jiān)測傳感器的準(zhǔn)確度,并在必要時進行調(diào)節(jié)??墒謩踊蜃詣蛹せ顐鞲衅鲀艋δ芤员闱宄齻鞲衅魃侠鄯e的化學(xué)污染物。于全部應(yīng)用領(lǐng)域。此技術(shù)已經(jīng)在各種應(yīng)用領(lǐng)域中久經(jīng)考驗和證明,包括長達十年的干燥室監(jiān)測。HKT60P二次儀表可作為低成本的變送器或全配置現(xiàn)場儀表使用。

  產(chǎn)品易于安裝和操作。所有露點儀都配備符合ISO或NPT標(biāo)準(zhǔn)螺紋的探頭。無錫徽科特的采樣室有多種螺紋接頭可選,可與多種管接頭匹配,或配備焊接壓合接頭與6mm或1/4"的管子匹配。通過球閥可以在不停工的情況下安裝或拆卸露點探頭。

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