锂是一种碱金属,具有强烈的化学反应性。它和水接触会反应生成氢和氢氧化锂,反应过程中会释放大量热量,可能导致爆炸。此外氢也是易燃易爆气体,如果处理不当,也可能会引起火灾或爆炸。
如果在锂电池制造过程中存在水分,即使含量很低,也有在金属表面形成腐蚀的风险,一旦车间内空气中水分含量过高被电池吸收,会造成电池鼓胀、漏液等诸多问题。故锂电池的生产过程中对相对湿度和露点有着严格的要求,它们关系着电池的性能、安全和生产质量。
这对于锂电池制造商来说,严格控制生产过程中环境的湿度水平是一种挑战,特别是要求超低湿的环境,如密封的环境室、注液间、手套箱或干燥房等,需要精准控制水分到一个很干燥的水平,从而保证锂电池的寿命和性能。
锂电池生产过程对水分要求
锂电池的生产过程中,不同工艺对湿度水平的要求是不一样的,如正负极投料、正负极涂布、搅拌等环境要求相对湿度小于等于25%RH;正负极制片、辊压等环境要求相对湿度小于等于20%RH;正负极模切、叠片、封装等环境要求相对湿度小于等于10%RH;而后续工艺要求特别干燥的环境,所以用露点值能更好的反映湿度的变化。如正负极制备、卷绕等要求露点温度小于等于-30°C;电芯烘烤、注液、超焊盖帽(手套箱中)等要求露点温度小于等于-45°C,这相当于每公斤干空气中只有0.15克水分。
超低湿环境水分控制
如果生产操作是完全自动化的,那么建立干燥的环境又会相对容易些。然而,现实中是生产车间都是有人员流动、物料传输、流体处理系统泄漏等等,这些因素都会在客观上影响空气湿度水平的变化,这让环境控制变得复杂些,对于超低湿环境来说,更需要仪器能够灵敏感测到环境中水分的细微变化。
低湿环境会配有除湿机和干燥机,以产生稳定和正向的干燥空气流。同样重要的是还需要使用可靠的露点仪,来对环境中的水分进行持续监测,确保水分处于生产工艺所要求的水平。对于超低湿环境,相对湿度测量仪已经不能满足要求,需要通过测量露点温度来监测干燥的空气。灵敏的露点仪可以检测到环境条件的微小变化,避免因为测量的误差而对生产质量造成很大的影响。
锂电池生产过程中洁净区
电池制造是在近乎洁净室类型的环境中完成的。
洁净车间通常需要维持正压,防止外部污染物进入。比如核心区域对相邻区域的压差保持在10-15Pa,这样空气流向从高洁净区到低洁净区,减少交叉污染。
颗粒物控制是锂电池生产的关键,特别是电极制造和组装区域。需要符合ISO14644-1标准,比如千级或百级洁净室,实时监测颗粒物数量,尤其是0.5μm和5μm的粒子。
生产过程中环境监测
精准的环境控制是一项巨大的费用,特别是干燥空气,这意味着准确的测量可以节省大量能源。
当生产环境超差后,可能带来不可预测的安全风险和电池质量缺陷。
在大数据时代下,灵活智能的环境监测系统显得非常必要,方便及时获知环境参数和报警信息,可以节约大量人力、物力等费用,大大降低安全风险和提高电池品质。
基于网络分布式声光报警
测量终端声光报警
邮件报警
phone_android
短信报警
warning 锂电车间的特殊性,选择传感器时更多考虑传感器的化学耐受性和长期稳定性。
description 支持无线wifi、有线LAN,可选POE供电,减少布线成本。
PM2.5/10、温湿度、有害气体等实时监测