鋰離子電池行業(yè)氣體在線監(jiān)測解決方案

　　近年來，鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于移動和無線電子設(shè)備、電動工具、混合動力和電動交通工具等領(lǐng)域。但由于鋰電池生產(chǎn)企業(yè)對鋰電池生產(chǎn)過程中的安全問題存在認(rèn)識不足，忽視了對鋰電池的火災(zāi)、爆炸危險性的認(rèn)識，因此造成了多起嚴(yán)重安全事故。

　　鋰離子電池在制備過程中，需向電池內(nèi)部注入電解液，在此工藝中會使用或產(chǎn)生可燃、有毒的氣體，一旦超過這些氣體的安全濃度時，人員和設(shè)備將處于危險之中。

　　一、電解液是什么?

　　電解液是鋰電池非常重要的一個組成部分，占整個電池材料重量的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。沒有它電流就無法產(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骸保瑢﹄姵氐哪芰棵芏?、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，把這種短暫的燃燒過程叫做閃燃，把發(fā)生閃燃的最低溫度叫做閃點(diǎn)。閃點(diǎn)越低，引起火災(zāi)的危險性越大。);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：相對密度(水=1)1.0;相對密度(空氣=1)4.07;

　　穩(wěn)定性：穩(wěn)定;危險標(biāo)記7(易燃液體)。

　　碳酸甲乙酯(EMC)

　　分子量：104.1.密度1.00g/cm3.無色透明液體，沸點(diǎn)109℃，熔點(diǎn)-55℃，是近年來興起的高科技、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.易燃透明無色液體，能夠在高溫和接觸火源時發(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.無色無氣味，或淡黃色透明液體，溶于水和四氯化碳，與乙醚，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，我們應(yīng)采取哪種氣體監(jiān)測方案?

　　針對鋰電池生產(chǎn)車間及電解溶液劑存放的場所，我們可安裝氣體檢測儀進(jìn)行24小時在線監(jiān)測，避免氣體泄漏引發(fā)事故。

　　湖南希思可燃?xì)怏w檢測儀XS-1000系列，能精確檢測鋰電池電解液填充過程中的DMC、EMC、DEC等有機(jī)溶劑揮發(fā)出來的易燃易爆炸氣體濃度，希思的氣體檢測儀采用進(jìn)口高精度傳感器，具備壽命長、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、安裝簡單等優(yōu)點(diǎn)。

　　在氣體檢測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)備來使用，或者通過儀器內(nèi)部開關(guān)量信號實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，當(dāng)檢測氣體超標(biāo)即時報警，同時啟動/關(guān)閉聯(lián)動設(shè)備，有效保障現(xiàn)場人員安全。

　　智能型固定式氣體檢測儀

　　型號：XS-1000S-VOC

　　結(jié)構(gòu)模塊化、維護(hù)方便，接線安裝簡單

　　插拔式智能探頭設(shè)計，即插即用，無需現(xiàn)場標(biāo)定

　　豐富的傳感器量程選擇，可根據(jù)需求定制

　　支持PPM、mg/m3、PPB、ug/m3、g/m3等單位自由切換

　　支持RS485 和4～20mA (三線制)

　　支持LORA、ZIGBEE、NB-IoT、4G、GPRS等無線輸出，并可實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP+云平臺+小程序上直接讀取監(jiān)測數(shù)值。

　　XS-1000S新型智能型氣體檢測儀是一款采用模塊化設(shè)計、具有智能化傳感器檢測技術(shù)、整體隔爆(d)結(jié)構(gòu)、固定安裝方式的可燃/有毒氣體檢測儀，采用了進(jìn)口一線品牌氣體傳感器，探頭智能化設(shè)計，可即插即用無需在現(xiàn)場標(biāo)定。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)配置帶有TFT液晶顯示, 儀表具備三線制4~20mA 模擬信號和RS485 數(shù)字信號輸出，可選配置為可編程開關(guān)量輸出等模塊，方便系統(tǒng)組網(wǎng)及維護(hù)。

　　工作原理

　　被測氣體進(jìn)入傳感器，在其內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而把被測氣側(cè)含量轉(zhuǎn)化為電流(或電壓)信號輸出，智能傳感器探頭運(yùn)用了兩級高精度的低溫漂的放大器和高穩(wěn)定的電源處理電路，保障了儀表快速響應(yīng)、測量精確、性能穩(wěn)定、重復(fù)性好。

　　主要應(yīng)用

　　石油、石化、冶金、化工、消防、燃?xì)?、環(huán)保、造紙，印染、污水處理、電力、通訊、食品釀造、科研、教育、國防

       技術(shù)指標(biāo)