隨著(zhù)科技不斷進(jìn)步發(fā)展,人類(lèi)社會(huì )對電池的依賴(lài)程度就越高,小到日常生活消費電子產(chǎn)品,大到汽車(chē)、充電站、航空航天都無(wú)不用到電池。在干堿電池、鉛酸電池逐步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(diǎn)及工藝方面來(lái)分析儀一下鋰電池在生產(chǎn)過(guò)程中濕度(露點(diǎn))的控制。
目前國內對鋰電池手套箱的露點(diǎn)要求沒(méi)有統一標準,國內幾家鋰電池光宇、比亞迪、億緯、邦凱等在參照日、美等國的技術(shù)規范下,結合國內生產(chǎn)工藝的實(shí)際情況,總結出目前國內鋰電行業(yè)認可的干燥房、手套箱的露點(diǎn)溫度≤-40℃。在鋰電池手套箱露點(diǎn)檢測這一方面,行業(yè)一致推薦使用珠海歐伯特提供的相關(guān)設備!
如何實(shí)現鋰電池車(chē)間及手套箱露點(diǎn)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(gè)生產(chǎn)區域各個(gè)環(huán)節都進(jìn)行濕度的控制,根據不同工位的要求配比輸送不同干燥程度的干燥氣,進(jìn)而選取不同的除濕干燥設備。倉儲和車(chē)間一般都選用冷凍除濕機就可滿(mǎn)足要求,手套箱選用轉輪除濕機或更低露點(diǎn)的組合除濕干燥機。整體除濕能根據不同要求對生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節的濕度進(jìn)行控制,是比較全面穩定的除濕方案,能在zui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(huì )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(diǎn)!這種方式設備單一,工藝簡(jiǎn)單,投資小。但其它環(huán)節的濕度控制得不到保證!
鋰電池生產(chǎn)為何要監測露點(diǎn)?
如果鋰電池在注液過(guò)程中濕度太大,會(huì )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(shí)候,必須要在小于1%濕度的環(huán)境下,并且注液后趕快封口,阻止電池內部和空氣接觸。如果水分過(guò)高,電解液和水分反應,生成微量有害氣體,對注液房環(huán)境有不良影響;這也會(huì )影響電解液本身的質(zhì)量,使得電池性能不良;還會(huì )使電池鉚釘生銹。
2、電池內部壓力過(guò)大
水分會(huì )和電解液中的一種成分反應,生成有害氣體。當水分足夠多時(shí),電池內部的壓力就變大,從而引起電池受力變形。如果是手機電池,就表現為鼓殼;如果是我們的26650電池,就表現為高度超標。如果是我們的32xxx電池,那防爆閥就會(huì )開(kāi)裂,電池也就報廢了。當內部壓力再高的時(shí)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、高內阻(HighACR)
電池在使用的時(shí)候,內阻小,就能進(jìn)行大電流放電,電池的功率也就很高;如果內阻大,就不能進(jìn)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(méi)電的時(shí)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(shí)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(huì )損耗。當這個(gè)損耗在規定的情況下超過(guò)一定量之后,這只電池就被認為是高自放電,成為B品或報廢電池。HSD很?chē)乐氐臅r(shí)候,充滿(mǎn)電的電池,過(guò)不了多久,電量就會(huì )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(huì )出現不可逆轉的化學(xué)反應,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,當產(chǎn)量達到40000只/天的時(shí)候,就意味著(zhù)每天有2000只電池需要報廢,意味著(zhù)14萬(wàn)塊錢(qián)要報廢,一年將有168萬(wàn)塊報廢,如果用來(lái)買(mǎi)汽車(chē),意味著(zhù)報廢了10輛中檔轎車(chē)
5、低循環(huán)壽命
低容量電池內部水分過(guò)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極片發(fā)生不可逆轉的化學(xué)反應。消耗了鋰離子,電池的能量就減少了。
6、電池漏液
當電池內部的水分多的時(shí)候,電池內部的電解液和水反應,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,它可以使電池內部的金屬零件腐蝕,進(jìn)而使電池zui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(huì )對使用者的機器進(jìn)行腐蝕,終而引起更加危險的失效。
鋰電池露點(diǎn)儀在使用過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題
使用壽命:生產(chǎn)鋰電時(shí),在注電解液的過(guò)程中,電解液中含有LiPF6,遇到水分時(shí)會(huì )產(chǎn)生類(lèi)似氟化氫(HF)的氣體,這種腐蝕性氣體會(huì )使大部分的露點(diǎn)儀探頭產(chǎn)生腐蝕和精度上發(fā)生飄移,會(huì )大大的減低露點(diǎn)儀的壽命。
度:電池生產(chǎn)中,手操箱或干燥房的露點(diǎn)濕度值的變化,取決于:干燥設備的是否正常運行,操作箱在送料和取料過(guò)程,干燥房工人的多少和進(jìn)出的頻繁度等有關(guān)系,因為某些露點(diǎn)儀反應靈敏度不夠快,給質(zhì)量管理帶來(lái)不少麻煩。
保養:露點(diǎn)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(huì )產(chǎn)生腐蝕性的氣體會(huì )直接影響露點(diǎn)儀的壽命和精度。特別是在節假日期間,為防止含酸凝結水對露點(diǎn)儀探頭的腐蝕,建議在停機之前取下露點(diǎn)儀探頭,節日開(kāi)機后先用干燥氣吹掃手套箱在裝上露點(diǎn)儀探頭,這樣大大降低了露點(diǎn)儀腐蝕的概率。
鋰電池露點(diǎn)儀的安裝方式
鋰電池在生產(chǎn)過(guò)程中測量與控制濕度(露點(diǎn))是非常重要的關(guān)鍵參數,露點(diǎn)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(diǎn)儀和安裝露點(diǎn)儀也是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。通常從滿(mǎn)足產(chǎn)品性能出發(fā),會(huì )將露點(diǎn)儀安裝在手套箱的回風(fēng)口,這樣電解液對露點(diǎn)儀探頭的腐蝕比較嚴重,露點(diǎn)儀的使用壽命會(huì )有所降低!然而有些廠(chǎng)商也會(huì )選擇獎露點(diǎn)儀安裝的手套箱的進(jìn)風(fēng)口,這樣雖然與手套箱里面的露點(diǎn)有所差異,但在手套箱和除濕系統較好的情況下,還是可以嘗試的!這個(gè)要看廠(chǎng)家如何取舍!
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