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當(dāng)前位置:湖南希思智能科技有限公司>>技術(shù)文章>>鋰離子電池行業(yè)氣體在線監(jiān)測(cè)解決方案
近年來(lái),鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)和無(wú)線電子設(shè)備、電動(dòng)工具、混合動(dòng)力和電動(dòng)交通工具等領(lǐng)域,。但由于鋰電池生產(chǎn)企業(yè)對(duì)鋰電池生產(chǎn)過(guò)程中的安全問(wèn)題存在認(rèn)識(shí)不足,忽視了對(duì)鋰電池的火災(zāi),、爆炸危險(xiǎn)性的認(rèn)識(shí),,因此造成了多起嚴(yán)重安全事故。
鋰離子電池在制備過(guò)程中,,需向電池內(nèi)部注入電解液,,在此工藝中會(huì)使用或產(chǎn)生可燃、有毒的氣體,,一旦超過(guò)這些氣體的安全濃度時(shí),,人員和設(shè)備將處于危險(xiǎn)之中。
一,、電解液是什么,?
電解液是鋰電池非常重要的一個(gè)組成部分,占整個(gè)電池材料重量的15%,,體積的32%,,電解液作為鋰電池中離子交換的中轉(zhuǎn)站,在鋰電池的正負(fù)兩極之間起著能量傳導(dǎo)的作用,。沒(méi)有它電流就無(wú)法產(chǎn)生,。
就像人體物質(zhì)的傳輸需要依靠血液一樣,電解液就是鋰電池內(nèi)部物質(zhì)傳輸?shù)摹把?,,對(duì)電池的能量密度,、功率密度、循環(huán)壽命,、安全性能,、寬溫應(yīng)用等起著關(guān)鍵性作用。
二,、電解液的主要成分
電解液主要由三部分組成,,主要為溶劑,、鋰鹽,、添加劑。在這些組成成分之中,,添加劑雖然添加的量與其他成分相比還是較少的,,但一份電解液中可添加的添加劑種類是最多的,。
1、溶劑
有機(jī)溶劑是電解液的主體部分,,溶劑在電解液中的作用主要是用來(lái)溶解鋰鹽的,。電解液中的溶劑主要有環(huán)狀碳酸酯(PC、EC);鏈狀碳酸酯(DEC,、DMC,、EMC);羧酸酯類(MF、MA,、EA,、MA、MP等),。
碳酸二甲酯(DMC)
C3H6O3(dimethylcarbonate,,DMC),是一種無(wú)毒,、環(huán)保性能優(yōu)異,、用途廣泛的化工原料,它是一種重要的有機(jī)合成中間體,,分子結(jié)構(gòu)中含有羰基,、甲基和甲氧基等官能團(tuán),具有多種反應(yīng)性能,,在生產(chǎn)中具有使用安全,、方便、污染少,、容易運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn),。由于碳酸二甲酯毒性較小,是一種具有發(fā)展前景的“綠色"化工產(chǎn)品,,
DMC具有優(yōu)良的溶解性能,,其熔、沸點(diǎn)范圍窄,,表面張力大,,粘度低,介質(zhì)界電常數(shù)小,,同時(shí)具有較高的蒸發(fā)溫度和較快的蒸發(fā)速度,。
碳酸二乙酯(DEC)
C5H10O3,無(wú)色液體,,稍有氣味,;蒸汽壓1.33kPa/23.8℃;閃點(diǎn)25℃(可燃液體能揮發(fā)變成蒸氣,,跑入空氣中,。溫度升高,,揮發(fā)加快。
當(dāng)揮發(fā)的蒸氣和空氣的混合物與火源接觸能夠閃出火花時(shí),,把這種短暫的燃燒過(guò)程叫做閃燃,,把發(fā)生閃燃的zui低溫度叫做閃點(diǎn)。閃點(diǎn)越低,,引起火災(zāi)的危險(xiǎn)性越大,。);熔點(diǎn)-43℃,;沸點(diǎn)125.8℃,;溶解性:不溶于水,可混溶于醇,、酮,、酯等多數(shù)有機(jī)溶劑;密度:相對(duì)密度(水=1)1.0,;相對(duì)密度(空氣=1)4.07,;
穩(wěn)定性:穩(wěn)定;危險(xiǎn)標(biāo)記7(易燃液體)。
碳酸甲乙酯(EMC)
分子量:104.1,,密度1.00g/cm3,,無(wú)色透明液體,沸點(diǎn)109℃,,熔點(diǎn)-55℃,,是近年來(lái)興起的高科技、高附加值的化工產(chǎn)品,,一種優(yōu)良的鋰離子電池電解液的溶劑,,是隨著碳酸二甲酯及鋰離子電池產(chǎn)量增大而延伸出的最新產(chǎn)品,由于它同時(shí)擁有甲基和乙基,,兼有碳酸二甲酯,、碳酸二乙酯特性,也是特種香料和中間體的溶劑,。
碳酸乙烯酯(EC)
C3H4O3,,易燃透明無(wú)色液體,能夠在高溫和接觸火源時(shí)發(fā)生燃燒,。
沸點(diǎn):248℃/760mmHg,,243-244℃/740mmHg;閃點(diǎn):160℃,;密度:1.3218,;折光率:1.4158(50℃);熔點(diǎn):35-38℃;
在電池工業(yè)上,,可作為鋰電池電解液的優(yōu)良溶劑,。
碳酸丙烯酯(PC)
C4H6O3,,無(wú)色無(wú)氣味,,或淡黃色透明液體,溶于水和四氯化碳,,與yi醚,,丙酮,苯等混溶,。是一種優(yōu)良的極性溶劑,。是可燃物質(zhì),可以在高溫,、明火或其他點(diǎn)火源的存在下燃燒,。
毒理數(shù)據(jù):動(dòng)物實(shí)驗(yàn)經(jīng)口服或皮膚接觸均未發(fā)現(xiàn)中毒。
2,、鋰鹽
優(yōu)質(zhì)的鋰鹽對(duì)于鋰電池的能量密度,、功率密度、寬電化學(xué)窗口,、循環(huán)壽命,、安全性能等方面都有著較大的影響。鋰鹽中常含有的元素有LiPF6,、LiClO4,、LiBF4、LiAsF6等,。
3,、添加劑
添加劑的種類眾多,不同的添加劑有著不同的作用,,雖然添加的分量較少,,但對(duì)于鋰電池包的性能效果有著不同的影響。
添加劑的種類主要有成膜添加劑,、導(dǎo)電添加劑,、阻燃添加劑、過(guò)充保護(hù)添加劑,、控制電解液中H2O和HF含量的添加劑,、改善低溫性能的添加劑、多功能添加劑,。
三,、為防止鋰電池注液工藝引發(fā)危險(xiǎn),我們應(yīng)采取哪種氣體監(jiān)測(cè)方案,?
針對(duì)鋰電池生產(chǎn)車間及電解溶液劑存放的場(chǎng)所,,我們可安裝氣體檢測(cè)儀進(jìn)行24小時(shí)在線監(jiān)測(cè),,避免氣體泄漏引發(fā)事故。
湖南希思可燃?xì)怏w檢測(cè)儀XS-1000系列,,能精確檢測(cè)鋰電池電解液填充過(guò)程中的DMC,、EMC、DEC等有機(jī)溶劑揮發(fā)出來(lái)的易燃易爆炸氣體濃度,,希思的氣體檢測(cè)儀采用進(jìn)口高精度傳感器,,具備壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好,、抗干擾能力強(qiáng),、安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
在氣體檢測(cè)儀使用上建議可以搭配工廠中的風(fēng)機(jī),、閥門,、噴淋系統(tǒng)等設(shè)備來(lái)使用,或者通過(guò)儀器內(nèi)部開(kāi)關(guān)量信號(hào)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),,當(dāng)檢測(cè)氣體超標(biāo)即時(shí)報(bào)警,,同時(shí)啟動(dòng)/關(guān)閉聯(lián)動(dòng)設(shè)備,有效保障現(xiàn)場(chǎng)人員安全,。
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