鋰動(dòng)力電池因其具有能量高、電池電壓高、工作溫度范圍寬、貯存壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于各種電子電器設(shè)備中。大容量鋰電池成為未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的主要?jiǎng)恿﹄娫粗?,雖然近年來(lái)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)克服新能源汽車(chē)產(chǎn)量下滑、電池價(jià)格持續(xù)下降等不利影響,仍保持了穩(wěn)步發(fā)展勢(shì)頭。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2019 年,中國(guó)鋰離子電池累計(jì)產(chǎn)量為157.2 億只,同比增長(zhǎng)12.4%。展望未來(lái),全球新能源汽車(chē)市場(chǎng)長(zhǎng)期向好的局面不會(huì)改變。關(guān)鍵材料供應(yīng)商、動(dòng)力電池企業(yè)和新能源車(chē)企供應(yīng)鏈深度合作,不斷拓展研發(fā)高能量密度的鋰動(dòng)力電池。
然而,近些年鋰離子電池發(fā)生起火爆炸等事故頻發(fā),本質(zhì)上還是由于其材料體系造成的。一般可分為內(nèi)部和外部因素兩大類(lèi),內(nèi)部因素是指電池本身的材料組成、生產(chǎn)工藝等對(duì)電池安全性的影響;外部因素是指在使用過(guò)程中電池經(jīng)受某些條件影響,如過(guò)充、擠壓等引發(fā)的電池膨脹、冒煙甚至起火等。
鋰離子電池的內(nèi)部短路是其安全問(wèn)題的最重要誘因,大部分的安全問(wèn)題都是由于內(nèi)部短路引起的。內(nèi)部短路是電池內(nèi)的正負(fù)極短路,一般是由生產(chǎn)過(guò)程中混入的金屬雜質(zhì)、電極金屬箔在剪切時(shí)造成的毛刺、使用過(guò)程中形成鋰枝晶以及受到擠壓等意外機(jī)械應(yīng)力引起。
鋰電池制造廠商A已采購(gòu)多臺(tái)我司手持式X射線熒光光譜儀,用于電池關(guān)鍵原材料及車(chē)間接觸件樣品的分析檢測(cè)工作。對(duì)于鋰電池電極材料的合規(guī)要求,必須要求其中含有的金屬元素(鐵、銀、鈷、鋅、銅、鎳和鉻)含量不能超過(guò)一定的限值,通常為30-50ppm。因?yàn)槌土康慕饘佼愇镌卮嬖谟阡囯姵夭牧现校伎赡軌驅(qū)е码姵卦谑褂眠^(guò)程中發(fā)生短路危險(xiǎn)。同時(shí),A鋰電池制造車(chē)間也嚴(yán)格要求不能有任何零散的金屬樣件的存在,以防人為的不當(dāng)操作混入到電池電極材料中。
不僅僅是鋰電池制造商A及其同行需要進(jìn)行異物金屬含量的檢測(cè)工作,A制造商的原材料供應(yīng)商、電池制造設(shè)備供應(yīng)商都需要進(jìn)行同類(lèi)型的工作,以確保整個(gè)電池供應(yīng)鏈上下游都執(zhí)行一致的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。所以,我們?cè)贏制造商的原材料供應(yīng)商B采購(gòu)了多臺(tái)手持式光譜儀用于類(lèi)似的品控工作。設(shè)備供應(yīng)商C為制造商A提供電池材料生產(chǎn)設(shè)備,如攪拌槳葉等其也被要求必須對(duì)所有的設(shè)備進(jìn)行品控檢測(cè)。按照A的要求,所有生產(chǎn)的設(shè)備表面必須涂鍍一層厚度超過(guò)50um的碳化鎢材料,已確保設(shè)備合金材料不會(huì)裸露于外表,從而影響鋰電池材料的純度。并且,設(shè)備供應(yīng)商C對(duì)于采購(gòu)的碳化鎢材料也需要進(jìn)行合規(guī)性的檢查,并要求其碳化鎢供應(yīng)商D也做相同的檢測(cè)。另外,對(duì)于鋰電池電極材料中普遍使用的三元鋰電極材料,電池報(bào)廢后期能夠進(jìn)行回收再利用,那么對(duì)于回收商來(lái)說(shuō)使用手持式光譜儀進(jìn)行品類(lèi)級(jí)別檢測(cè)也是一個(gè)很不錯(cuò)的選擇。因此,正如下圖流程所示,我們的手持式光譜儀分析儀可以在鋰電池制造行業(yè)鏈中的各個(gè)環(huán)節(jié)都大有用處。



注:紅色圈為設(shè)備供應(yīng)商C需檢測(cè)槳葉位置,合金表面涂鍍碳化鎢,如果檢測(cè)出含有鐵、銅等金屬元素,則不符合要求。(經(jīng)驗(yàn)表明碳化鎢厚度大于50um左右則滿(mǎn)足要求。)
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