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鋰電池車間的"濕度偵探"：露點控制背后的科學(xué)

  在鋰電池生產(chǎn)車間，水分如同一位需要時刻警惕的"隱形破壞者"。

  · 液態(tài)電池：水分引發(fā)電解液分解產(chǎn)生 HF，腐蝕電極材料和 SEI 膜，影響電池性能，增加安全隱患;

  · 固態(tài)電池：水分與硫化物電解質(zhì)反應(yīng)生成 H2S 和 LiOH，不僅降低電池性能，還會危及人員生命安全。

  01. 露點監(jiān)測：鋰電池生產(chǎn)的"晴雨表"

  理論上，鋰電池生產(chǎn)車間水分含量越低越好，但極致干燥需要付出巨大的能耗代價。就像空調(diào)溫度調(diào)節(jié)，26℃與25℃的體感差異微小，但能耗差異可高達20%;此外，過低的濕度可能導(dǎo)致靜電增加，對人員和設(shè)備的安全造成威脅。因此，精準(zhǔn)的露點測量成為了平衡產(chǎn)品質(zhì)量、財務(wù)成本和生產(chǎn)安全的關(guān)鍵。

  02. 電容式露點傳感器的"力不從心"

  目前，鋰電池車間常用電容式薄膜聚合物傳感器監(jiān)測露點。其原理是水分子吸附于薄膜聚合物，介電常數(shù)發(fā)生變化，從而推算露點溫度。

  △ 傳統(tǒng)電容式傳感器結(jié)構(gòu)

  圖片引用鋰電聯(lián)盟會長《鋰電池車間露點影響及除濕處理!》

  然而，電容式傳感器在實際應(yīng)用中仍存在若干局限性，如長期穩(wěn)定性不足、易受環(huán)境物質(zhì)干擾、測量誤差較大等問題：

  I. 非理想化的“基礎(chǔ)信號漂移”(關(guān)鍵局限性)

  · 理論假設(shè)：薄膜的電容值長期穩(wěn)定。

  · 實際：薄膜聚合物本身會老化。隨著時間、溫度循環(huán)和化學(xué)暴露，聚合物鏈會斷裂、重組或發(fā)生不可逆的輕微形變。

  △ 薄膜聚合物老化后開裂

  II. 不可預(yù)測的“污染效應(yīng)”

  · 理論模型：基于單純水汽環(huán)境下的露點監(jiān)測。

  · 實際：車間中VOC、電解液溶劑等被薄膜吸附，改變其介電常數(shù)，被電容式傳感器誤判為“水分”。

  △ 薄膜聚合物吸附水分子以外的物質(zhì)

  III. “飄忽不定”的測量精度

  · 理論標(biāo)稱：測量精度通常為±2℃。

  · 實際：露點與水含量呈非線性關(guān)系，露點越高，水含量差別越大。鋰電池車間露點通常在-60℃~-30℃，電容式傳感器檢測該區(qū)間誤差較大，如檢測露點為-30℃，水含量誤差高達157.2ppm。

  03. 激光傳感器的"技術(shù)突圍"

  TDLAS(可調(diào)諧二極管激光吸收光譜)是一種高精度的氣體檢測技術(shù)，利用氣體分子在特定近紅外波長的吸收特性，通過激光穿過氣體時被吸收的光強衰減量計算氣體濃度。

  基于TDLAS原理下的三大優(yōu)勢：

  長期穩(wěn)定性好：無消耗器件，無化學(xué)反應(yīng)副產(chǎn)物積累，避免了基線漂移等問題;

  抗干擾性強：通過檢測水分子在特定波長(如1392 nm)下的吸收光譜，具有極高的氣體選擇性;利用窄線寬激光，能夠分辨不同氣體的吸收峰，避免交叉干擾;

  測量精度高：直接測量水分子含量，避免由露點與水含量非線性關(guān)系引起的換算誤差。

  04. 四方光電激光露點儀“強勢來襲”

  四方光電基于TDLAS技術(shù)，推出激光露點儀Gasboard-2503-H2O，適用于鋰電池車間露點監(jiān)控。

  該系列有通氣式、擴散式兩種規(guī)格;采用模塊化設(shè)計，安裝方便;能通過串口通訊對產(chǎn)品進行校準(zhǔn)、標(biāo)定等操作;內(nèi)置高精度溫度傳感器，配合溫度補償算法可有效抑制溫漂，可在惡劣工況、復(fù)雜氣體環(huán)境下穩(wěn)定工作。



編輯：Yimo

校對：Daniel

審核：肖進華



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