如何監(jiān)測新能源鋰離子電池制造過程中的濕度

 　　新能源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(qiáng)的抵抗性。
　　出于以下三個(gè)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(xiǎn)的意外化學(xué)反應(yīng)；第二，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(jìn)行控制，以便保持理想的生產(chǎn)條件。處理環(huán)境的典型露點(diǎn)溫度范圍是從-50°C到-40°C。使用露點(diǎn)來表示此級別下的水蒸汽濃度，因?yàn)橄鄳?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(diǎn)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(diǎn)溫度為-50°C時(shí)，升高5°C達(dá)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。
　　露點(diǎn)傳感器的理想位置：
　　可以通過多種不同的方式使用露點(diǎn)儀表來實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)?？梢允褂寐饵c(diǎn)測量來監(jiān)測和控制實(shí)際的干燥機(jī)。在某些情況下，可以通過實(shí)現(xiàn)露點(diǎn)需求切換，提高干燥機(jī)性能并且降低能耗。露點(diǎn)儀還可以安裝在供氣管線上每個(gè)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(jìn)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。最后，露點(diǎn)儀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(diǎn)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(jī)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(diǎn)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(qiáng)酸，增加了短路和失火的風(fēng)險(xiǎn)。它還可能會導(dǎo)致露點(diǎn)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。