淺析鋰電池車間露點的控制及露點儀的使用

前言  

1、    隨著科技不斷進步發展，人類社會對電池的依賴程度就越高，小到日常生活消費電子產品，大到汽車、充電站、航空航天都無不用到電池。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的中堅力量！下面就從鋰電池特點及工藝方面來分析儀一下鋰電池在生產過程中濕度（露點）的控制。

2、    目前國內對鋰電池手套箱的露點要求沒有統一標準，國內幾家鋰電池龍頭企業光宇、比亞迪、億緯、邦凱等在參照日、美等國的技術規范下，結合國內生產工藝的實際情況，總結出目前國內鋰電行業認可的干燥房、手套箱的露點溫度≤-40℃。在鋰電池手套箱露點檢測這一方面，行業一致推薦使用珠海歐伯特提供的相關設備！

如何實現鋰電池車間及手套箱露點的控制？

目前鋰電池企業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生產區域各個環節都進行濕度的控制，根據不同工位的要求配比輸送不同干燥程度的干燥氣，進而選取不同的除濕干燥設備。倉儲和車間一般都選用冷凍除濕機就可滿足要求，手套箱選用轉輪除濕機或更低露點的組合除濕干燥機。整體除濕能根據不同要求對生產各個環節的濕度進行控制，是比較全面穩定的除濕方案，能在最大程度上保證工藝要求，保證產品質量！但整體除濕系統龐大、前期投入較大，小型企業投資有難度！

小型鋰電企業一般都會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！這種方式設備單一，工藝簡單，投資小。但其它環節的濕度控制得不到保證！

鋰電池生產為何要監測露點？

如果鋰電池在注液過程中濕度太大，會對鋰電池造成如下不良后果：

1、 電解液變質，使電池鉚釘生銹
        電池注液的時候，必須要在小于1%濕度的環境下，并且注液后趕快封口，阻止電池內部和空氣接觸。如果水分過高，電解液和水分反應，生成微量有害氣體，對注液房環境有不良影響；這也會影響電解液本身的質量，使得電池性能不良；還會使電池鉚釘生銹。

2、 電池內部壓力過大
         水分會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，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，那防爆閥就會開裂，電池也就報廢了。當內部壓力再高的時候，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(High ACR)
        電池在使用的時候，內阻小，就能進行大電流放電，電池的功率也就很高；如果內阻大，就不能進行大電流放電，電池的功率也就比較低。就比如手機電池，快沒電的時候，可以收發短信，但不能打電話，一打電話就關機。這是因為打電話的時候，需要的功率大于收發短信所需。
4、 高自放電(HSD)
       自放電，是指電池在不使用的情況下，電量也會損耗。當這個損耗在規定的情況下超過一定量之后，這只電池就被認為是高自放電，成為B品或報廢電池。HSD很嚴重的時候，充滿電的電池，過不了多久，電量就會損耗殆盡，甚至使的電池的電壓變為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，電池就會出現不可逆轉的化學反應，就失去了循環充放電的能力，電池也就報廢了。 對于電池生產商而言，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，當產量達到40000只/天的時候，就意味著每天有2000只電池需要報廢，意味著14萬塊錢要報廢，一年將有168萬塊報廢，如果用來買汽車，意味著報廢了10輛中檔轎車
5、低循環壽命
        低容量電池內部水分過高，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生不可逆轉的化學反應。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候，電池內部的電解液和水反應，其產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，而且電解液還會對使用者的機器進行腐蝕，終而引起更加危險的失效。

鋰電池露點儀在使用過程中的常見問題

1、使用壽命：生產鋰電時，在注電解液的過程中，電解液中含有 LiPF6，遇到水分時會產生類似氟化氫(HF)的氣體，這種腐蝕性氣體會使大部分的露點儀探頭產生腐蝕和精度上發生飄移，會大大的減低露點儀的壽命。

2、精確度：電池生產中，手操箱或干燥房的露點濕度值的變化，取決于：干燥設備的是否正常運行，操作箱在送料和取料過程，干燥房工人的多少和進出的頻繁度等有關系，因為某些露點儀反應靈敏度不夠快，給質量管理帶來不少麻煩。

3、保養：露點儀在手操箱和干燥房的安裝位置很重要，因為鋰電池的生產中會產生腐蝕性的氣體會直接影響露點儀的壽命和精度。特別是在節假日期間，為防止含酸凝結水對露點儀探頭的腐蝕，建議在停機之前取下露點儀探頭，節日開機后先用干燥氣吹掃手套箱在裝上露點儀探頭，這樣大大降低了露點儀腐蝕的概率。

鋰電池露點儀的安裝方式

鋰電池在生產過程中測量與控制濕度（露點）是非常重要的關鍵參數，露點儀不同的工作原理和不同的安裝方式非常重要，那么怎樣選露點儀和安裝露點儀也是一個關鍵問題。通常從滿足產品性能出發，會將露點儀安裝在手套箱的回風口，這樣電解液對露點儀探頭的腐蝕比較嚴重，露點儀的使用壽命會有所降低！然而有些廠商也會選擇獎露點儀安裝的手套箱的進風口，這樣雖然與手套箱里面的露點有所差異，但在手套箱和除濕系統較好的情況下，還是可以嘗試的！這個要看廠家如何取舍！

                            珠海歐伯特測控技術有限公司

                                     李寧

                                 2013.10.28

相關附件：鋰電池專用露點儀.pdf