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監(jiān)測(cè)鋰電池制造過程中的水蒸氣

2014-12-04

在 鋰 電 池 的 制造 過 程 中 ，對(duì) 干 燥空 氣的 處 理 極 為 重 要 ，主要 有 以 下三 個(gè) 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(jìn)行的，必須對(duì)其局部小環(huán) 境 進(jìn) 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(diǎn) 溫 度 范 圍為 - 5 0℃到 - 4 0℃之 間。露點(diǎn) 來(lái) 表 示

 

這個(gè) 級(jí) 別的 水 蒸 氣 濃 度 ，因 為 相 應(yīng) 的 相 對(duì) 濕 度 值小于1 % 。大 部 分 用來(lái) 測(cè) 量 相 對(duì) 濕 度 的 儀 表 ，即使 它 們 將 顯 示 值 和 輸 出 值 轉(zhuǎn) 換 成 露 點(diǎn) 溫 度 ,依 然 缺 乏 在 這 個(gè) 級(jí) 別 有 意義的 測(cè) 量 所 必 須 的分 辨率 和精度。例如，當(dāng)露點(diǎn)溫 度為- 5 0 ℃ 時(shí)，5℃ 變 成 - 4 5 ℃ 表 示 對(duì) 應(yīng) 的 相 對(duì) 濕 度 變 化 僅 僅 為 0 .1 % ,這個(gè) 數(shù) 值 都 很 難 與 噪 音 區(qū)別開 來(lái)。

 

露點(diǎn)傳感器的理想安裝地點(diǎn)

 

露點(diǎn)儀可 按 多種 使 用方 式 來(lái)實(shí) 現(xiàn) 上 述 目標(biāo)。通過測(cè)量露點(diǎn)可以監(jiān)測(cè)并控制空 氣干燥機(jī)。有時(shí)還可以通過露點(diǎn)指令開 關(guān)功 能 來(lái) 改 進(jìn) 干 燥 機(jī) 的 性 能 ，并 減 少 能 量消耗。露點(diǎn)儀也可以安裝 在供氣管 路上各個(gè)流程的進(jìn)口處，可直接安裝或 通 過 采樣室 / 球閥進(jìn)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(diǎn)儀也可 以安裝在一般工作區(qū)域，用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。

 

污染問題

露點(diǎn)傳感器在生產(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(jī)溶劑內(nèi)的LiPF ,LiBF或者LiClO ，這些有機(jī)溶劑通常是碳酸 乙烯酯（EC）,二甲基碳酸鹽（DMC）或碳 酸甲乙酯（M EC）。所有這些溶劑都可能 損壞露點(diǎn)傳感器。如果電解液是 LiPF , 它以Li+和 P F 6 -離子的形式出現(xiàn)。在環(huán) 境中與H O反應(yīng)將會(huì)生成氫氟酸（HF）。 這是一種強(qiáng)酸，會(huì)腐蝕陰極和陽(yáng)極之間 的隔離膜，增加了短路或 起火的危險(xiǎn)。

 

它 還可 以 降 低露點(diǎn)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(diǎn)測(cè)量解決方案 露點(diǎn)測(cè)量的常用解決方案包括冷鏡式露 點(diǎn)儀 ，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(diǎn)。冷

鏡式露點(diǎn)儀采用光學(xué)反射來(lái)探測(cè)反射面

（鏡面）上的冷凝 溫 度。這 類儀器 在實(shí) 驗(yàn) 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(shí),則會(huì)產(chǎn)生一 種稱為拉爾效應(yīng)(Raoult)的測(cè)量誤差。

強(qiáng)酸或強(qiáng)酸基也 可 能 損 傷 鏡 面 。

 

氧化鋁 和 二 氧化 硅 傳 感 器可以測(cè) 量 極 低的露點(diǎn)溫 度。由于任 何氣體都會(huì)造成 傳感 器的 連 續(xù) 氧化并 導(dǎo) 致 測(cè)量 誤 差， 因此 必 須仔細(xì)監(jiān) 測(cè) 這 些 儀器的 校 準(zhǔn)。

 

聚合 物 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(duì) 濕 度百 分 之幾 的 范 圍 內(nèi) 工 作 , 因 此 不 適 用 于 露 點(diǎn) 低 于 - 2 0 ℃ 的 條 件。

 

維 薩 拉可 提 供一種化 學(xué)耐受 性 強(qiáng) 的高 聚 合 物露點(diǎn)傳 感 器 ，它 可 以 主 動(dòng) 動(dòng) 作 以實(shí) 現(xiàn) 長(zhǎng)期 的 可 靠 性 ，同 時(shí) 其 測(cè) 量 偏 差 也 小。這 種 維 薩 拉 D R Y C A P ? 傳 感 器采 用 A U T O C A L 軟件 來(lái) 監(jiān) 測(cè) 傳 感 器 的 準(zhǔn) 確 度 ，并 在 必 要 時(shí) 進(jìn) 行 調(diào) 節(jié)?？?手 動(dòng) 或自 動(dòng) 激 活 傳 感 器 凈 化 功 能 以便 清 除 傳感 器 上 累 積 的 化 學(xué) 污染 物 。

 

于全部應(yīng)用領(lǐng)域。但是，維薩拉DRYCAP? 技 術(shù)已 經(jīng)在各種應(yīng) 用領(lǐng) 域 中久 經(jīng)考 驗(yàn) 和證明，包括長(zhǎng)達(dá)十年的干燥室監(jiān)測(cè)。 維薩拉DRYCA P ?儀表可作為低成本的變 送 器 或 全 配 置 現(xiàn) 場(chǎng) 儀 表 使 用。它們易 于安裝和操作。所有維薩拉DRYCA P ?露 點(diǎn)儀 都 配 備 符 合I S O 或 N P T 標(biāo) 準(zhǔn) 螺 紋 的 探 頭 。維 薩 拉 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 6 m m 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(diǎn) 探 頭 。

 

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