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    高溫溶劑氣體濃度檢測,理研計器助力鋰電池生產線氣體安全!

    發布時間:2024-01-26

    鋰電池行業氣體安全
    鋰離子電池目前廣泛應用于諸多領域,除日常生活中的筆記本電腦、手機、電動自行車、電動汽車之外,鋰離子電池在能源儲存領域也有重要應用。

    近幾年隨著新能源汽車市場的快速擴大,鋰電池產業迎來發展的春天。2023年上半年,我國鋰離子電池產業延續增長態勢。   

    但是,由于電動汽車事故頻發,鋰電池應用方面的安全問題成為了廣泛關注的話題。尤其是當鋰離子電池發生熱失控時,高溫會導致負極SEI膜分解、正極活性物質分解和電解液的氧化分解,產生大量氣體,使得鋰電池內部氣體壓力急劇升高,繼而發生電池爆炸,以及高溫、可燃和有毒氣體的大量釋放,嚴重威脅乘客的人身和財產安全。

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    鋰電池生產工藝流程

    除此之外,在鋰電池的生產和制造環節中也存在諸多氣體安全問題圖片圖片圖片

    鋰電池生產工藝復雜,也涉及到多種原輔材料。其中, N-甲基吡咯烷酮(NMP, 872-50-4)在鋰電池的生產中消耗巨大,NMP,屬于氮雜環化合物,化學式為C5H9NO,稍微有胺的氣味。能與水、醇、醚等互溶,其揮發性低,熱穩定性、化學穩定性均好,能隨水蒸氣揮發。

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    NMP在鋰電池生產領域的應用
    從整體上看,NMP占鋰離子電池制造成本的比重約為3%-6%,跟正極、負極、電解液和隔膜比起來,成本占比較小,但作用不可忽視。

    ● NMP在鋰電池生產中的用途,是溶解/溶脹PVDF,同時用來稀釋漿料,濃度要求一般在99.9%以上。NMP作為鋰離子電池制造過程中主要輔助材料之一,直接影響鋰離子電池拉漿涂布質量和環保要求。

    ● NMP是鋰電池正極粘結劑PVDF(聚偏氟乙烯)的配套溶劑,也是PVDF(聚偏氟乙烯)必需的配套溶劑。NMP能與水、PVDF、正、負極材料等物質互溶,因此被廣泛運用于鋰電池制備中,制作電極片時,NMP作為溶劑,可以將粘結劑、正極活性物質、導電劑等各種電極所需物質融合在一起,使粘結劑與其他物質充分接觸,均勻分布。

    我國對NMP的排放也有相關的控制要求,《電池行業清潔生產評價指標體系(試行)中廢氣污染物指標NMP的基準值1.5mg/m3》?!峨姵毓I污染物排放標準》規定了NMP廢氣有組織排放濃度的限值要求為50mg/m3。

    理研計器直接應用于檢測干燥爐內

    高溫溶劑NMP濃度檢測儀

    在生產鋰電池的過程當中,NMP在高溫下達到一定濃度以后容易產生爆炸,所以電池生產廠家,需要監測NMP濃度,以防止造成爆炸。

    NMP氣體比較特殊,常溫常態下為液態,傳統的泵吸式探測器無法進行檢測。

    理研計器開發了能夠在高溫環境下直接進行檢測的探測器,SD-2500系列直插式氣體探測器。圖片


    ▲ 產品特點:

    ● 可以檢測高溫溶劑氣體

    ● 爐內直接插入式,排氣管道中心部的準確濃度

    ● 主體,顯示部一體構造不需要專用的指示單元〖SD-2500·SD-2600〗

    ● 只需按下控制鍵即可操作·最適合測量干燥設備內和排氣管道內的氣體濃度

    ● 防爆檢定溫度范圍 (0~+160°)〖GD-A2400·SD-2500〗

    (0~+200°C)〖SD-2600〗

    ● 200°C以上也能使用(使用溫度范圍0~+250°C)〖SD-2700〗

    為什么需要較長的插入段?
    “因為干燥設備或排氣管內的氣體濃度可能不均”

    出于安全考慮,干燥過程中氣體濃度高,必須檢測設備或排氣管:該裝置的插入部分的長度為250毫米!這使得在干燥設備或排氣管內能夠檢測具有高濃度氣體的位置!

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    SD-2500系列氣體檢測儀的布設方案:
    ● 電池涂布機工藝環節

    NMP在鋰電池電極制造過程中,涂布機漿料中的溶劑NMP經加熱后會形成氣態,NMP氣體有毒。而且NMP還是一種易燃易爆的液體,NMP與空氣混合時有爆炸的可能。因此,這個環節特別需要一種設備來實現NMP濃度的自動檢測,以保證作業工人的人身安全。

    ● NMP回收控制環節

    將涂布車間涂布機內渾發的NMP氣體用抽風機抽走,通過管道進入NMP回收設備內,利用冷卻水和冷凍水盤管使得NMP從空氣中冷凝出來(冷卻溫度約5℃),然后通過收集提純達到回收目的。廢液回收的濃度控制在75~85%之間,到達設定的濃度值后通過控制排液球閥,將廢液排到儲液罐內,以方便進入下道工序進行精餾形成高純度NMP溶液,直接用于生產用的溶劑。

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    安全巡檢配置便攜式氣體檢測儀
    NMP廢氣一般利用設備余熱回收,采用閉式循環,回收效率可達85%~95%。這也意味著廢氣中會含有少量的NMP會隨著廢氣一起排放到電池工廠的大氣環境。

    鑒于鋰電池行業中NMP消耗量及廢液產生量巨大,長期的逃逸累加量不可避免會對現場人員和周圍環境產生一定影響。這也意味著需要將NMP氣體泄漏安全巡檢納入到電池生產園區定點或走航常規檢測作業中。

    對于鋰電池室電解液NMP氣體泄漏的安全巡檢,理研計器推薦搭配便攜式六合一NMP氣體檢測儀使用,產品可同時檢測6種目標氣體,并且外觀小巧便用,方便隨身攜帶,可隨著檢測人員走航式進行現場環境氣體檢測!圖片

    GX-6000利用泵吸式采樣主動把待檢測氣體抽到傳感器的氣室,響應時間比擴散式快很多,在檢測氣體的微量泄露、檢查泄漏點等方面獨占鰲頭,只需一鍵開機,3秒即可快速對環境中的多組份NMP氣體進行實時在線檢測;當檢測現場氣體濃度達到預設的報警點時,會自動發出警報進行提示,廣泛應用于工業場所危險氣體泄漏檢測、環保領域等工業場所。

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    電解液注液工序可燃氣體檢測儀
    電解液主要由鋰鹽、有機溶劑和添加劑組成,其中有機溶劑占比約85~90%,主要有環狀碳酸酯(PC、EC);鏈狀碳酸酯(DEC、DMC、EMC);羧酸酯類(MF、MA、EA、MA、MP等)。

    在電解液填充過程中,多種易燃性溶劑混合在電解質中,如果蒸發,這些溶劑可能會發生爆炸的危險,為安全起見,必須安裝氣體檢測儀,通過儀器內置電解液氣體傳感器部件來實時監測電解液溶劑的濃度成分是否有泄漏的安全隱患! 

    理研計器SD-1 RI氣體檢測儀

    作為從事鋰電行業安全檢測30多年的氣體檢測品牌,理研計器一直致力于為用戶選配適合原理的檢測儀,電解液有機溶劑揮發氣體主要具有易燃易爆炸的性質,但尚未設定具體容許濃度值(TLV-TWA等),所以在正常使用和處理條件下,通常不被認為具有明顯的毒性。

    在歐美日本等地的鋰電池制造商、鋰電池材料制造商的相關電解液工序,都是以防止氣體爆炸為檢測目的,所以理研計器推薦型號SD-1RI作為電解液注入工序的氣體安全檢測設備。


    RI 型號更適合電池注液工序氣體檢測環境,不易受有毒物質Si、HF的影響!

    結語

    需要詳細的彩頁資料,關注公眾號,后臺回復“鋰電池”即可。

    安全生產是關系人民群眾生命財產安全的大事,是經濟社會協調發展的標志。在生產過程中,通過安裝氣體檢測報警裝置,時刻檢測有毒有害氣體泄漏濃度,將風險隱患控制在源頭。
    理研計器擁有600多種氣體傳感器和100多種氣體探測器。未來,我們仍將不斷開發新產品、研發各項新功能,使得氣體檢測儀在應用上更先進、更適合日新月異的市場環境,致力于為用戶提供一個可靠、準確、安全的氣體檢測方案。

    理研計器必將在未來氣體產業的生命安全畫卷中,添上濃墨重彩的一筆,守護人們的幸福生活,為生產和生活不斷創造新價值!為用戶選配適合原理的檢測儀,用成熟的工藝完善氣體檢測系統。

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