鋰電池露點(diǎn)儀應(yīng)用分析

淺析鋰電池車間露點(diǎn)的控制及露點(diǎn)儀的使用

前言  

1、    隨著科技不斷進(jìn)步發(fā)展，人類社會(huì)對(duì)電池的依賴程度就越高，小到日常生活消費(fèi)電子產(chǎn)品，大到汽車、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(shì)下，鋰電池成為電池行業(yè)的中堅(jiān)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。

2、    目前國(guó)內(nèi)對(duì)鋰電池手套箱的露點(diǎn)要求沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)幾家鋰電池龍頭企業(yè)光宇、比亞迪、億緯、邦凱等在參照日、美等國(guó)的技術(shù)規(guī)范下，結(jié)合國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工藝的實(shí)際情況，總結(jié)出目前國(guó)內(nèi)鋰電行業(yè)認(rèn)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(cè)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(shè)備！

如何實(shí)現(xiàn)鋰電池車間及手套箱露點(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(duì)手套箱的除濕！

整體除濕方案是面向整個(gè)生產(chǎn)區(qū)域各個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行濕度的控制，根據(jù)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(shè)備。倉(cāng)儲(chǔ)和車間一般都選用冷凍除濕機(jī)就可滿足要求，手套箱選用轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)或更低露點(diǎn)的組合除濕干燥機(jī)。整體除濕能根據(jù)不同要求對(duì)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的濕度進(jìn)行控制，是比較全面穩(wěn)定的除濕方案，能在最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(tǒng)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(duì)鋰電池手套箱的除濕方式，一般都采用外購(gòu)高純氣體吹掃手套箱，保證箱體露點(diǎn)！這種方式設(shè)備單一，工藝簡(jiǎn)單，投資小。但其它環(huán)節(jié)的濕度控制得不到保證！

鋰電池生產(chǎn)為何要監(jiān)測(cè)露點(diǎn)？

如果鋰電池在注液過(guò)程中濕度太大，會(huì)對(duì)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(nèi)部和空氣接觸。如果水分過(guò)高，電解液和水分反應(yīng)，生成微量有害氣體，對(duì)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(nèi)部壓力過(guò)大
         水分會(huì)和電解液中的一種成分反應(yīng)，生成有害氣體。當(dāng)水分足夠多時(shí)，電池內(nèi)部的壓力就變大，從而引起電池受力變形。如果是手機(jī)電池，就表現(xiàn)為鼓殼；如果是我們的26650電池，就表現(xiàn)為高度超標(biāo)。如果是我們的32xxx電池，那防爆閥就會(huì)開(kāi)裂，電池也就報(bào)廢了。當(dāng)內(nèi)部壓力再高的時(shí)候，電池就有危險(xiǎn)了，爆裂使得電解液噴濺，電池碎片也容易傷人。

3、 高內(nèi)阻(High ACR)
        電池在使用的時(shí)候，內(nèi)阻小，就能進(jìn)行大電流放電，電池的功率也就很高；如果內(nèi)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(jī)電池，快沒(méi)電的時(shí)候，可以收發(fā)短信，但不能打電話，一打電話就關(guān)機(jī)。這是因?yàn)榇螂娫挼臅r(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(dāng)這個(gè)損耗在規(guī)定的情況下超過(guò)一定量之后，這只電池就被認(rèn)為是高自放電，成為B品或報(bào)廢電池。HSD很嚴(yán)重的時(shí)候，充滿電的電池，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)?SPAN lang=EN-US>0V。 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(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)，就失去了循環(huán)充放電的能力，電池也就報(bào)廢了。 對(duì)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(dāng)產(chǎn)量達(dá)到40000只/天的時(shí)候，就意味著每天有2000只電池需要報(bào)廢，意味著14萬(wàn)塊錢要報(bào)廢，一年將有168萬(wàn)塊報(bào)廢，如果用來(lái)買汽車，意味著報(bào)廢了10輛中檔轎車
5、低循環(huán)壽命
        低容量電池內(nèi)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(fù)極片發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)。消耗了鋰離子，電池的能量就減少了。
6、 電池漏液
        當(dāng)電池內(nèi)部的水分多的時(shí)候，電池內(nèi)部的電解液和水反應(yīng)，其產(chǎn)物將是氣體和氫氟酸，氫氟酸是一中腐蝕性很強(qiáng)的酸，它可以使電池內(nèi)部的金屬零件腐蝕，進(jìn)而使電池最終漏液。
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(duì)使用者的機(jī)器進(jìn)行腐蝕，終而引起更加危險(xiǎn)的失效。

鋰電池露點(diǎn)儀在使用過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題

1、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。

2、精確度：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(shè)備的是否正常運(yùn)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?yàn)槟承┞饵c(diǎn)儀反應(yīng)靈敏度不夠快，給質(zhì)量管理帶來(lái)不少麻煩。

3、保養(yǎng)：露點(diǎn)儀在手操箱和干燥房的安裝位置很重要，因?yàn)殇囯姵氐纳a(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(jié)假日期間，為防止含酸凝結(jié)水對(duì)露點(diǎn)儀探頭的腐蝕，建議在停機(jī)之前取下露點(diǎn)儀探頭，節(jié)日開(kāi)機(jī)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(cè)量與控制濕度（露點(diǎn)）是非常重要的關(guān)鍵參數(shù)，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(duì)露點(diǎn)儀探頭的腐蝕比較嚴(yán)重，露點(diǎn)儀的使用壽命會(huì)有所降低！然而有些廠商也會(huì)選擇獎(jiǎng)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(tǒng)較好的情況下，還是可以嘗試的！這個(gè)要看廠家如何取舍！

                            珠海歐伯特測(cè)控技術(shù)有限公司

                                     李寧

                                 2013.10.28

相關(guān)附件：鋰電池專用露點(diǎn)儀.pdf