為什么準確的露點測量是優(yōu)化陰極干燥和電池性能的關鍵 | 維薩拉 (Vaisala)

2024/11/1 13:41:35

　　Antti Viitanen

　　產(chǎn)品經(jīng)理

　　Published: 九月 19, 2024

　　工業(yè)測量

　　陰極是充電鋰電池中必不可少的組成部分。如果管理不善，陰極干燥可能是電池制造中最昂貴的工序之一。如果您想要達成更具可持續(xù)性、成本效益和安全性的最終產(chǎn)品，那么優(yōu)化干燥過程至關重要。

　　充電電池制造過程

　　在鋰離子電池單元生產(chǎn)中，關鍵部件是陽極、陰極和電解質(zhì)。該過程從電極（陽極和陰極）的制造開始。電極制造過程包括干燥步驟。在該步驟種，溶劑蒸發(fā)形成干燥、多孔的電極 — 這對于電池的性能至關重要。

　　該過程接下來進入切割步驟，將電極切割成所需的形狀。然后將陽極和陰極堆疊或卷狀布置。這些組件封裝在一個容器中，里面裝有電解質(zhì)，陰極連接到正極，陽極連接到負極。最后，對組件進行密封。

　　為什么濕度在電池干燥過程中很重要

　　陰極材料以及所有干燥室操作都對濕度極為敏感。這意味著干燥階段至關重要，因為即使是極少量的殘留水分也會影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。

　　干燥是通過將電極片送入干燥機進行的，干燥機的溫度可達 160°C 或更高。干燥步驟有多個，其溫度和工藝條件有所不同。工藝條件結束時會形成極其干燥和炎熱的環(huán)境，并伴有危險的化學物質(zhì)。

　　電極層制造過程中的不一致會對性能產(chǎn)生嚴重的負面影響，導致整體電池容量降低或容量隨著時間的推移而下降。干燥還會影響電極的厚度和孔隙率，這也會影響電池的容量。

　　露點測量的好處

　　在生產(chǎn)線上的重要位置安裝合適的測量儀器可以使干燥過程盡可能高效，節(jié)能并提高產(chǎn)量。此外，最終產(chǎn)品更安全且質(zhì)量更穩(wěn)定。

　　在這些苛刻的條件下，露點測量探頭是對過程進行控制的理想方法。這是因為露點不受溫度的影響，直接測量空氣中的水分量。測量一致且可靠，這是任何過程控制場景的基本要求。

　　是什么讓維薩拉 DRYCAP® 成為電池行業(yè)的理想選擇

　　維薩拉 DRYCAP 探頭可用于干燥過程的不同點位，盡管這些點位的工作環(huán)境可能截然不同，但維薩拉探頭的結果是準確且可比較的。

　　這得益于維薩拉的兩項技術。第一項是電容式薄膜聚合物傳感器，它會隨著周圍濕度升高或降低吸收或釋放水氣。隨著傳感器周圍濕度的變化，聚合物的介電特性也會發(fā)生變化，傳感器的電容也會發(fā)生變化 — 這意味著傳感器即使在低濕度下也能進行精確測量。測量裝置還包括一個溫度傳感器，通過濕度和溫度讀數(shù)的組合來計算露點。

　　DRYCAP 的第二項重要的功能是維薩拉的自動校準功能，它可以確保長期測量的準確性。在自動自校準過程中，傳感器會加熱。傳感器冷卻后，設備會監(jiān)測濕度和溫度讀數(shù)，偏移校正可以補償任何潛在的漂移。這意味著 DRYCAP 傳感器能夠長期提供準確的測量結果，大大降低了定期維護的需要。

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