鋰離子電池行業(yè)氣體在線監(jiān)測解決方案

時間：2023-12-19閱讀：759

　　近年來，鋰離子電池被廣泛應用于移動和無線電子設備、電動工具、混合動力和電動交通工具等領域。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識不足，忽視了對鋰電池的火災、爆炸危險性的認識，因此造成了多起嚴重安全事故。

　　鋰離子電池在制備過程中，需向電池內部注入電解液，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站，在鋰電池的正負兩極之間起著能量傳導的作用。沒有它電流就無法產(chǎn)生。

　　就像人體物質的傳輸需要依靠血液一樣，電解液就是鋰電池內部物質傳輸?shù)摹把?，對電池的能量密度、功率密度、循環(huán)壽命、安全性能、寬溫應用等起著關鍵性作用。

　　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合成中間體，分子結構中含有羰基、甲基和甲氧基等官能團，具有多種反應性能，在生產(chǎn)中具有使用安全、方便、污染少、容易運輸?shù)忍攸c。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、沸點范圍窄，表面張力大，粘度低，介質界電常數(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zui低溫度叫做閃點。閃點越低，引起火災的危險性越大。）；熔點-43℃；沸點125.8℃；溶解性：不溶于水，可混溶于醇、酮、酯等多數(shù)有機溶劑；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109℃，熔點-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：248℃/760mmHg，243-244℃/740mmHg；閃點：160℃；密度：1.3218；折光率：1.4158（50℃）；熔點：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yi醚，丙酮，苯等混溶。是一種優(yōu)良的極性溶劑。是可燃物質，可以在高溫、明火或其他點火源的存在下燃燒。

　　毒理數(shù)據(jù)：動物實驗經(jīng)口服或皮膚接觸均未發(fā)現(xiàn)中毒。

　　2、鋰鹽

　　優(yōu)質的鋰鹽對于鋰電池的能量密度、功率密度、寬電化學窗口、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、導電添加劑、阻燃添加劑、過充保護添加劑、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。