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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(fā)布時間：2024-01-26
鋰電池行業(yè)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(yè)迎來發(fā)展的春天。2023年上半年，我國鋰離子電池產業(yè)延續(xù)增長態(tài)勢。
但是，由于電動汽車事故頻發(fā)，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(fā)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(fā)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(huán)節(jié)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(huán)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(fā)性低，熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性均好，能隨水蒸氣揮發(fā)。
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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(huán)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(yè)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》。《電池工業(yè)污染物排放標準》規(guī)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(jiān)測NMP濃度，以防止造成爆炸。
NMP氣體比較特殊，常溫常態(tài)下為液態(tài)，傳統的泵吸式探測器無法進行檢測。
理研計器開發(fā)了能夠在高溫環(huán)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(huán)節(jié)
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(tài)，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(huán)節(jié)特別需要一種設備來實現NMP濃度的自動檢測，以保證作業(yè)工人的人身安全。
● NMP回收控制環(huán)節(jié)
將涂布車間涂布機內渾發(fā)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(huán)，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(huán)境。
鑒于鋰電池行業(yè)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(huán)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(qū)定點或走航常規(guī)檢測作業(yè)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(huán)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(huán)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(fā)出警報進行提示，廣泛應用于工業(yè)場所危險氣體泄漏檢測、環(huán)保領域等工業(yè)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(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)。
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(fā)，這些溶劑可能會發(fā)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(jiān)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(yè)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(fā)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(huán)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(fā)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(fā)新產品、研發(fā)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(huán)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(yè)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(chuàng)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。