Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
В процессе производства литий-ионных батарей очень важна чистота, особенно при нанесении анодного и катодного покрытия, которое должно осуществляться в двух отдельных чистых помещениях, поскольку нельзя допускать контакта материалов друг с другом. Заливка электролита также должна производиться в сухой среде, чтобы предотвратить реакцию гексафторида лития с водяным паром в воздухе с образованием фтористого водорода. Большинство производителей осуществляют весь процесс сборки в чистых и контролируемых условиях.
Как правило, окружающий воздух в производственной среде должен быть суше, чем точка росы -30 °C (или 1,4 %rh при 23 °C).
При большом количестве людей, работающих на производстве ячеек, необходимо удалять влагу, выделяемую персоналом, путем постоянного циклического прогона воздуха из производственной среды через роторные сушилки.
Часть процесса может проходить в перчаточном боксе, возможно, при давлении, близком к вакууму, где влажность может быть снижена до еще более низкой температуры точки росы, часто до -65 °C (около 3 ppmV, или 0,01 %rh).
Литий — удивительный щелочной металл. Он широко распространен в земной коре, где обычно встречается на низком уровне дисперсности в пегматитах (крупнокристаллических магматических материалах), гранитах, а также в глинистых отложениях и водных источниках. Это затрудняет его добычу. Однако после обработки и превращения этого мягкого металла серебристого цвета в различные соединения он приобретает ряд уникальных свойств. В виде стеарата лития он используется в качестве загустителя в промышленных смазках; в виде оксида лития — в производстве керамической глазури; а в виде солей лития — в качестве добавки в антидепрессантах.
Литий, вероятно, наиболее известен благодаря использованию в литий-ионных (Li-ion) батареях, где его низкая атомная масса, высокий электрический потенциал и превосходное соотношение заряда и мощности к весу дают значительные преимущества перед другими аккумуляторными технологиями. В результате литий-ионные батареи сегодня широко используются в мобильных телефонах, ноутбуках и электромобилях.
Одно из свойств лития заключается в том, что он взрывоопасен при контакте с водой. Последующая реакция является экзотермической и приводит к выделению гидроксида лития, который растворим, и водорода, который выделяется в виде газа и является чрезвычайно огнеопасным. Это может стать потенциальной проблемой для производителей батарей и, в зависимости от масштабов производства, требует использования герметичных экологических камер, перчаточных боксов или больших безводных или сухих помещений.
Если в процессе производства батарей присутствует влага, даже в низких концентрациях, существует риск образования коррозии на металлических поверхностях, включая компоненты батарей и производственное оборудование. Влажность также может влиять на химические и физические свойства электролитов и сепараторов, вызывая дефекты в готовой продукции.
Создание подходящего производственного помещения с безводными комнатами требует тщательного внимания к деталям, чтобы обеспечить достижение и последующее безопасное поддержание сверхнизкого уровня влажности. Как правило, для этого требуется относительная влажность ниже 1 % или точка росы не ниже -40 °C, что эквивалентно всего 0,15 г влаги в каждом килограмме сухого воздуха.
Если производство полностью автоматизировано, то создать такие условия можно довольно легко. Однако все становится гораздо сложнее, если необходимо, чтобы в помещение заходил лабораторный, производственный или обслуживающий персонал, или если есть несколько точек доступа к конвейерам или другому оборудованию, или если в системах транспортировки жидкостей происходят утечки.
Помещения для производства безводных аккумуляторов будут оснащены осушителями и сушилками для создания постоянного и положительного потока сухого воздуха. Не менее важно использовать надежные приборы для измерения точки росы, обеспечивающие постоянный мониторинг условий окружающей среды для обеспечения оптимального уровня безопасности и повышения выхода продукции. Обратите внимание, что точка росы является предпочтительным методом измерения концентрации водяного пара, поскольку анализаторы относительной влажности недостаточно чувствительны для обнаружения крайне незначительных изменений в условиях окружающей среды, которые могут оказать непропорционально большое влияние на качество продукции.
Как правило, датчики точки росы устанавливаются на ключевых этапах производственного процесса. К ним относятся контроль работы сушилок, где датчики обычно устанавливаются на выходе из PSA-градирен или мембранных картриджей, а также на линиях подачи газа, в рабочих зонах, вентиляционных и вытяжных каналах.
В таких сложных условиях важно использовать высокочувствительные и очень надежные измерительные приборы.
Две наиболее эффективные технологии для измерения сверхнизких уровней влажности — это анализаторы с охлаждаемым зеркалом и передатчики с толстопленочными или металлооксидными керамическими датчиками.
Анализаторы с охлаждаемым зеркалом представляют собой золотой стандарт. Например, наш гигрометр S8000 может измерять точку росы до -60 °Cdp, а версия S8000 RS может использоваться в системах до -90 °Cdp; оба прибора имеют точность в пределах ±0,1 °Cdp, повторяемость в пределах 0,05 °C, нулевой дрейф и расширенные возможности связи для интеграции с общезаводскими системами анализа и управления.
Для менее требовательных применений или при ограниченном бюджете можно использовать прочные и надежные толстопленочные гигрометры точки росы, такие как наш быстроустанавливаемый SF82 или металлокерамический датчик Easidew, которые являются экономичными вариантами. Они идеально подходят для использования в сушильных камерах, производственных помещениях, экологических камерах и вентиляционных системах, где они предлагают сочетание быстрого отклика, точности и воспроизводимости с широким спектром опций.
Гигрометры с охлаждаемым зеркалом имеют точность ±0,15 °C или выше. Поскольку они измеряют фактическую температуру, при которой образуется конденсат, они практически не смещаются с течением времени, что делает их одним из самых надежных и практичных типов приборов для данного применения. Диапазоны измерений у разных моделей разные, но для действительно низких уровней влажности — ниже -30 °C по точке росы — охлаждаемое зеркало является лучшим вариантом.
Гигрометры с охлаждаемым зеркалом используются для измерения содержания влаги в окружающей среде в ключевых точках производственного помещения. Подключение их к системе диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA) позволяет напрямую управлять осушителями для достижения максимальной энергоэффективности. Сигналы тревоги необходимы для немедленного оповещения о том, что влажность в помещении превышает заданное значение.
Рекомендуемые продукты для контроля следовой влажности при производстве батарей
Michell S8000 RS — лучшее решение для очень сухих условий эксплуатации
Michell S8000 — лучше всего подходит для работы в сухих условиях до точки росы около -40 °C.
Michell Optidew — лучше всего подходит для заводов с более низкими техническими характеристиками для измерения относительной влажности или точки росы до -30 °C
