露點儀智能測量提高鋰離子電池的制造工藝

（文章來源：vaisala）

1、監(jiān)測鋰離子電池制造過程中的濕度

    鋰離子電池在制造過程中對濕度十分敏感。這一具有挑戰(zhàn)性的生產(chǎn)環(huán)境要求濕度探測儀表性能可靠并且對可能在此過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品具有較強的抵抗性。

    出于以下三個原因，干燥空氣管理在鋰離子 (Li-ion) 電池制造過程中至關(guān)重要： 
首先，為了防止發(fā)生可能導(dǎo)致失火和爆炸之類危險的意外化學(xué)反應(yīng)；

其次，為了防止出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題；

第三，為了在控制與干燥大量氣體相關(guān)聯(lián)的工藝中節(jié)約成本。

    鋰離子電池制造過程是在干燥室或手套箱中執(zhí)行的，其中，必須對本地微環(huán)境進行控制，以便保持上佳生產(chǎn)條件。

    可以通過多種不同的方式使用露點儀表來實現(xiàn)上述目標。露點儀智能測量提高鋰離子電池的制造工藝。可以使用露點測量來監(jiān)測和控制實際的干燥機。在某些情況下，可以通過實現(xiàn)露點需求切換，提高干燥機性能并且降低能耗。

    處理環(huán)境的典型露點溫度范圍是從 -50 °C到 -40 °C。使用露點來表示此級別下的水蒸汽濃度，因為相應(yīng)的相對濕度值低于 1%。對于用于測量相對濕度的大多數(shù)儀表來說，即使它們能夠?qū)@示和輸出值轉(zhuǎn)換為露點溫度，在此級別也缺乏有意義的測量所需的分辨率和精度。例如，在露點溫度為 -50 °C 時，升高 5 °C 達到 -45 °C 表示相應(yīng)的相對濕度變化僅為0.1% – 這是很難與其他干擾信息區(qū)分開來的值。

    可以通過多種不同的方式使用露點儀表來實現(xiàn)上述目標?？梢允褂寐饵c測量來監(jiān)測和控制實際的干燥機。在某些情況下，可以通過實現(xiàn)露點需求切換，提高干燥機性能并且降低能耗。露點儀表還可以安裝在供氣管線上每個過程的入口，可以采用直接安裝的方式，也可以通過使用采樣單元或球閥進行安裝。這些儀表可以快速發(fā)現(xiàn)問題，并且?guī)椭_定問題是小范圍問題還是更為普遍化的問題。露點儀表可以安裝在一般的工作區(qū)域，并且可用作環(huán)境監(jiān)視器。

污染問題

    露點傳感器可能會由于從過程中使用的電解質(zhì)蒸發(fā)而生成的化學(xué)物，在生產(chǎn)環(huán)境中受到污染。典型鋰離子電池中的液態(tài)電解質(zhì)可由有機溶劑中的鋰鹽構(gòu)成，例如 LiPF6、LiBF4 或 LiClO4 – 通常為碳酸亞乙酯 (EC)、碳酸二甲酯 (DMC)或碳酸甲乙酯 (MEC)。所有這些溶劑都可能會損壞露點傳感器。如果電解質(zhì)為 LiPF6，則它將以 Li+ 和 PF6- 離子的形式存在。與環(huán)境中 H2O 產(chǎn)生的反應(yīng)將創(chuàng)建氟化氫 (HF) 酸。這是一種會腐蝕電池端子之間隔離膜的強酸，增加了短路和失火的風(fēng)險。它還可能會導(dǎo)致露點傳感器的性能降級。所面臨的挑戰(zhàn)對于不同電池構(gòu)造來說是類似的。