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新能源鋰電池車間露點的控制及露點儀的使用

更新時間:2021-05-13   點擊次數(shù):5458次

前言:

  隨著科技不斷進步發(fā)展,人類社會對電池的依賴程度會越來越高,小到日常生活消費電子產(chǎn)品,大到汽車、充電站、航空航天都無不用到電池。在干堿電池、鉛酸電池逐步被淘汰的大趨勢下,鋰電池成為電池行業(yè)的中堅力量!下面就從鋰電池特點及工藝方面來分析儀一下新能源鋰電池在生產(chǎn)過程中濕度(露點)的控制。
  目前國內(nèi)對鋰電池手套箱的露點要求沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),國內(nèi)幾家鋰電池光宇、比亞迪、億緯、邦凱等在參照日、美等國的技術(shù)規(guī)范下,結(jié)合國內(nèi)生產(chǎn)工藝的實際情況,總結(jié)出目前國內(nèi)鋰電行業(yè)認(rèn)可的干燥房、手套箱的露點溫度≤-40℃。在鋰電池手套箱露點檢測這一方面,行業(yè)一致推薦使用江蘇辰銘科技有限公司提供的相關(guān)設(shè)備!
  如何實現(xiàn)鋰電池車間及手套箱露點的控制?
  目前鋰電池企業(yè)采用的除濕干燥方式總體分為兩種:一種是整體除濕、一種是針對手套箱的除濕!
  整體除濕方案是面向整個生產(chǎn)區(qū)域各個環(huán)節(jié)都進行濕度的控制,根據(jù)不同工位的要求配比輸送不同干燥程度的干燥氣,進而選取不同的除濕干燥設(shè)備。倉儲和車間一般都選用冷凍除濕機就可滿足要求,手套箱選用轉(zhuǎn)輪除濕機或更低露點的組合除濕干燥機。整體除濕能根據(jù)不同要求對生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的濕度進行控制,是比較全面穩(wěn)定的除濕方案,能在大程度上保證工藝要求,保證產(chǎn)品質(zhì)量!但整體除濕系統(tǒng)龐大、前期投入較大,小型企業(yè)投資有難度!
  小型鋰電企業(yè)一般都會選擇針對鋰電池手套箱的除濕方式,一般都采用外購高純氣體吹掃手套箱,保證箱體露點!這種方式設(shè)備單一,工藝簡單,投資小。但其它環(huán)節(jié)的濕度控制得不到保證!
  鋰電池生產(chǎn)為何要監(jiān)測露點?
  如果鋰電池在注液過程中濕度太大,會對鋰電池造成如下不良后果:
  1、電解液變質(zhì),使電池鉚釘生銹
  電池注液的時候,須要在小于1%濕度的環(huán)境下,并且注液后趕快封口,阻止電池內(nèi)部和空氣接觸。如果水分過高,電解液和水分反應(yīng),生成微量有害氣體,對注液房環(huán)境有不良影響;這也會影響電解液本身的質(zhì)量,使得電池性能不良;還會使電池鉚釘生銹。
  2、電池內(nèi)部壓力過大
  水分會和電解液中的一種成分反應(yīng),生成有害氣體。當(dāng)水分足夠多時,電池內(nèi)部的壓力就變大,從而引起電池受力變形。如果是手機電池,就表現(xiàn)為鼓殼;如果是我們的26650電池,就表現(xiàn)為高度超標(biāo)。如果是我們的32xxx電池,那防爆閥就會開裂,電池也就報廢了。當(dāng)內(nèi)部壓力再高的時候,電池就有危險了,爆裂使得電解液噴濺,電池碎片也容易傷人。
  3、高內(nèi)阻(HighACR)
  電池在使用的時候,內(nèi)阻小,就能進行大電流放電,電池的功率也就很高;如果內(nèi)阻大,就不能進行大電流放電,電池的功率也就比較低。就比如手機電池,快沒電的時候,可以收發(fā)短信,但不能打,一打就關(guān)機。這是因為打的時候,需要的功率大于收發(fā)短信所需。
  4、高自放電(HSD)
  自放電,是指電池在不使用的情況下,電量也會損耗。當(dāng)這個損耗在規(guī)定的情況下超過一定量之后,這只電池就被認(rèn)為是高自放電,成為B品或報廢電池。HSD很嚴(yán)重的時候,充滿電的電池,過不了多久,電量就會損耗殆盡,甚至使的電池的電壓變?yōu)?V。但是在任何情況下電壓是不能低于2.0V的,如果電壓低于2.0V,電池就會出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng),就失去了循環(huán)充放電的能力,電池也就報廢了。對于電池生產(chǎn)商而言,高自放電的電池多了,我們的合格率就低了,如果有5%的電池高自放電,當(dāng)產(chǎn)量達到40000只/天的時候,就意味著每天有2000只電池需要報廢,意味著14萬塊錢要報廢,一年將有168萬塊報廢,如果用來買汽車,意味著報廢了10輛中檔轎車
  5、低循環(huán)壽命
  低容量電池內(nèi)部水分過高,損耗了電解液的有效成分,也損耗了鋰離子,使得鋰離子在電池負(fù)極片發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)。消耗了鋰離子,電池的能量就減少了。
  6、電池漏液
  當(dāng)電池內(nèi)部的水分多的時候,電池內(nèi)部的電解液和水反應(yīng),其產(chǎn)物將是氣體和氫氟酸,氫氟酸是一中腐蝕性很強的酸,它可以使電池內(nèi)部的金屬零件腐蝕,進而使電池終漏液。
  如果電池漏液,電池的性能將急速下降,而且電解液還會對使用者的機器進行腐蝕,終而引起更加危險的失效。
  鋰電池露點儀在使用過程中的常見問題:
  使用壽命:生產(chǎn)鋰電時,在注電解液的過程中,電解液中含有LiPF6,遇到水分時會產(chǎn)生類似氟化氫(HF)的氣體,這種腐蝕性氣體會使大部分的露點儀探頭產(chǎn)生腐蝕和精度上發(fā)生飄移,會大大的減低露點儀的壽命。
  電池生產(chǎn)中,手操箱或干燥房的露點濕度值的變化,取決于:干燥設(shè)備的是否正常運行,操作箱在送料和取料過程,干燥房工人的多少和進出的頻繁度等有關(guān)系,因為某些露點儀反應(yīng)靈敏度不夠快,給質(zhì)量管理帶來不少麻煩。
  保養(yǎng):露點儀在手操箱和干燥房的安裝位置很重要,因為鋰電池的生產(chǎn)中會產(chǎn)生腐蝕性的氣體會直接影響露點儀的壽命和精度。特別是在節(jié)假日期間,為防止含酸凝結(jié)水對露點儀探頭的腐蝕,建議在停機之前取下露點儀探頭,節(jié)日開機后先用干燥氣吹掃手套箱在裝上露點儀探頭,這樣大大降低了露點儀腐蝕的概率。
  鋰電池露點儀的安裝方式:
  鋰電池在生產(chǎn)過程中測量與控制濕度(露點)是非常重要的關(guān)鍵參數(shù),露點儀不同的工作原理和不同的安裝方式非常重要,那么怎樣選露點儀和安裝露點儀也是一個關(guān)鍵問題。通常從滿足產(chǎn)品性能出發(fā),會將露點儀安裝在手套箱的回風(fēng)口,這樣電解液對露點儀探頭的腐蝕比較嚴(yán)重,露點儀的使用壽命會有所降低!然而有些廠商也會選擇獎露點儀安裝的手套箱的進風(fēng)口,這樣雖然與手套箱里面的露點有所差異,但在手套箱和除濕系統(tǒng)較好的情況下,還是可以嘗試的!這個要看廠家如何取舍!

 
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