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新能源锂电池车间露点的控制及露点仪的使用
发表时间:2021-05-13  |  点击率:81

  前言:

  随着科技不断进步发展,人类社会对电池的依赖程度会越来越高,小到日常生活消费电子产品,大到汽车、充电站、航空航天都无不用到电池。在干碱电池、铅酸电池逐步被淘汰的大趋势下,锂电池成为电池行业的中坚力量!下面就从锂电池特点及工艺方面来分析仪一下新能源锂电池在生产过程中湿度(露点)的控制。
  目前国内对锂电池手套箱的露点要求没有统一标准,国内几家锂电池光宇、比亚迪、亿纬、邦凯等在参照日、美等国的技术规范下,结合国内生产工艺的实际情况,总结出目前国内锂电行业认可的干燥房、手套箱的露点温度≤-40℃。在锂电池手套箱露点检测这一方面,行业一致推荐使用江苏辰铭科技有限公司提供的相关设备!
  如何实现锂电池车间及手套箱露点的控制?
  目前锂电池企业采用的除湿干燥方式总体分为两种:一种是整体除湿、一种是针对手套箱的除湿!
  整体除湿方案是面向整个生产区域各个环节都进行湿度的控制,根据不同工位的要求配比输送不同干燥程度的干燥气,进而选取不同的除湿干燥设备。仓储和车间一般都选用冷冻除湿机就可满足要求,手套箱选用转轮除湿机或更低露点的组合除湿干燥机。整体除湿能根据不同要求对生产各个环节的湿度进行控制,是比较全面稳定的除湿方案,能在大程度上保证工艺要求,保证产品质量!但整体除湿系统庞大、前期投入较大,小型企业投资有难度!
  小型锂电企业一般都会选择针对锂电池手套箱的除湿方式,一般都采用外购高纯气体吹扫手套箱,保证箱体露点!这种方式设备单一,工艺简单,投资小。但其它环节的湿度控制得不到保证!
  锂电池生产为何要监测露点?
  如果锂电池在注液过程中湿度太大,会对锂电池造成如下不良后果:
  1、电解液变质,使电池铆钉生锈
  电池注液的时候,须要在小于1%湿度的环境下,并且注液后赶快封口,阻止电池内部和空气接触。如果水分过高,电解液和水分反应,生成微量有害气体,对注液房环境有不良影响;这也会影响电解液本身的质量,使得电池性能不良;还会使电池铆钉生锈。
  2、电池内部压力过大
  水分会和电解液中的一种成分反应,生成有害气体。当水分足够多时,电池内部的压力就变大,从而引起电池受力变形。如果是手机电池,就表现为鼓壳;如果是我们的26650电池,就表现为高度超标。如果是我们的32xxx电池,那防爆阀就会开裂,电池也就报废了。当内部压力再高的时候,电池就有危险了,爆裂使得电解液喷溅,电池碎片也容易伤人。
  3、高内阻(HighACR)
  电池在使用的时候,内阻小,就能进行大电流放电,电池的功率也就很高;如果内阻大,就不能进行大电流放电,电池的功率也就比较低。就比如手机电池,快没电的时候,可以收发短信,但不能打,一打就关机。这是因为打的时候,需要的功率大于收发短信所需。
  4、高自放电(HSD)
  自放电,是指电池在不使用的情况下,电量也会损耗。当这个损耗在规定的情况下超过一定量之后,这只电池就被认为是高自放电,成为B品或报废电池。HSD很严重的时候,充满电的电池,过不了多久,电量就会损耗殆尽,甚至使的电池的电压变为0V。但是在任何情况下电压是不能低于2.0V的,如果电压低于2.0V,电池就会出现不可逆转的化学反应,就失去了循环充放电的能力,电池也就报废了。对于电池生产商而言,高自放电的电池多了,我们的合格率就低了,如果有5%的电池高自放电,当产量达到40000只/天的时候,就意味着每天有2000只电池需要报废,意味着14万块钱要报废,一年将有168万块报废,如果用来买汽车,意味着报废了10辆中档轿车
  5、低循环寿命
  低容量电池内部水分过高,损耗了电解液的有效成分,也损耗了锂离子,使得锂离子在电池负极片发生不可逆转的化学反应。消耗了锂离子,电池的能量就减少了。
  6、电池漏液
  当电池内部的水分多的时候,电池内部的电解液和水反应,其产物将是气体和氢氟酸,氢氟酸是一中腐蚀性很强的酸,它可以使电池内部的金属零件腐蚀,进而使电池终漏液。
  如果电池漏液,电池的性能将急速下降,而且电解液还会对使用者的机器进行腐蚀,终而引起更加危险的失效。
  锂电池露点仪在使用过程中的常见问题:
  使用寿命:生产锂电时,在注电解液的过程中,电解液中含有LiPF6,遇到水分时会产生类似氟化氢(HF)的气体,这种腐蚀性气体会使大部分的露点仪探头产生腐蚀和精度上发生飘移,会大大的减低露点仪的寿命。
  电池生产中,手操箱或干燥房的露点湿度值的变化,取决于:干燥设备的是否正常运行,操作箱在送料和取料过程,干燥房工人的多少和进出的频繁度等有关系,因为某些露点仪反应灵敏度不够快,给质量管理带来不少麻烦。
  保养:露点仪在手操箱和干燥房的安装位置很重要,因为锂电池的生产中会产生腐蚀性的气体会直接影响露点仪的寿命和精度。特别是在节假日期间,为防止含酸凝结水对露点仪探头的腐蚀,建议在停机之前取下露点仪探头,节日开机后先用干燥气吹扫手套箱在装上露点仪探头,这样大大降低了露点仪腐蚀的概率。
  锂电池露点仪的安装方式:
  锂电池在生产过程中测量与控制湿度(露点)是非常重要的关键参数,露点仪不同的工作原理和不同的安装方式非常重要,那么怎样选露点仪和安装露点仪也是一个关键问题。通常从满足产品性能出发,会将露点仪安装在手套箱的回风口,这样电解液对露点仪探头的腐蚀比较严重,露点仪的使用寿命会有所降低!然而有些厂商也会选择奖露点仪安装的手套箱的进风口,这样虽然与手套箱里面的露点有所差异,但在手套箱和除湿系统较好的情况下,还是可以尝试的!这个要看厂家如何取舍!

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