監(jiān)測鋰電池制造過程中的水蒸氣

電池的制造過程對于濕氣非常敏感。這種挑戰(zhàn)性的生產(chǎn)環(huán)境需要配備一種性能可靠，并對可能存在于空氣中的過程副產(chǎn)品具有很強(qiáng)耐受性的水蒸氣探測儀。

在鋰電池的制造過程中，對干燥空氣的處理極為重要，主要有以下三個原因：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，必須對其局部小環(huán)境進(jìn)行控制以保持良好的生產(chǎn)工況。工藝過程環(huán)境的典型露點溫度范圍為- 5 0℃到- 4 0℃之間。露點來表示這個級別的水蒸氣濃度，因為相應(yīng)的相對濕度值小于1 %。大部分用來測量相對濕度的儀表，即使它們將顯示值和輸出值轉(zhuǎn)換成露點溫度,依然缺乏在這個級別有意義的測量所必須的分辨率和精度。例如，當(dāng)露點溫度為
- 5 0℃時，5 ℃變成- 4 5℃表示對應(yīng)的相對濕度變化僅僅為0 .1 % ,這個數(shù)值都很難與噪音區(qū)別開來。

露點傳感器的理想安裝地點露點儀可按多種使用方式來實現(xiàn)上述目標(biāo)。通過測量露點可以監(jiān)測并控制空
氣干燥機(jī)。有時還可以通過露點指令開關(guān)功能來改進(jìn)干燥機(jī)的性能，并減少能量消耗。露點儀也可以安裝在供氣管路上各個流程的進(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。露點儀也可以安裝在一般工作區(qū)域，用于環(huán)境監(jiān)測。

污染問題
露點傳感器在生產(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LiPF6,LiBF4或者LiClO 4，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傳感器。如果電解液是LiPF6,它以Li+和P F 6-離子的形式出現(xiàn)。在環(huán)境中與H2O反應(yīng)將會生成一種強(qiáng)酸，會腐蝕陰極和陽極之間的隔離膜，增加了短路或起火的危險。它還可以降低露點傳感器的性能。成分不同的電池都面臨著類似的挑戰(zhàn)。

露點測量解決方案
露點測量的常用解決方案包括冷鏡式露點儀，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。冷鏡式露點儀采用光學(xué)反射來探測反射面（鏡面）上的冷凝溫度。這類儀器在實驗室條件下非常精確，但是，當(dāng)含有溶劑的樣氣在鏡面產(chǎn)生冷凝時,則會產(chǎn)生一種稱為拉爾效應(yīng)(Raoult)的測量誤差。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量極低的露點溫度。由于任何氣體都會造成傳感器的連續(xù)氧化并導(dǎo)致測量誤差，因此必須仔細(xì)監(jiān)測這些儀器的校準(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濕度百分之幾的范圍內(nèi)工作,因此不適用于露點低于- 2 0 ℃ 的條件。維薩拉可提供一種化學(xué)耐受性強(qiáng)的高聚合物露點傳感器，它可以主動動作以實現(xiàn)長期的可靠性，同時其測量偏差也小。這種維薩拉D R Y C A P ® 傳感器
采用A U T O C A L 軟件來監(jiān)測傳感器的準(zhǔn)確度，并在必要時進(jìn)行調(diào)節(jié)。可手動或自動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。沒有任何單獨一種露點傳感器技術(shù)適合于全部應(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)考驗和證明，包括長達(dá)十年的干燥室監(jiān)測。維薩拉DRYCA P ®儀表可作為低成本的變送器或全配置現(xiàn)場儀表使用。它們易于安裝和操作。所有維薩拉DRYCA P ®露點儀都配備符合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探頭。