Người anh hùng thầm lặng của sản xuất pin

Trong khi những đột phá trong các sản phẩm và giải pháp chạy bằng pin có thể thu hút các tiêu đề, một anh hùng thầm lặng làm việc siêng năng đằng sau hậu trường để đảm bảo bảo quản và hiệu quả pin - Chuẩn độ Karl Fischer.

Trong khi chuẩn độ Karl Fischer (KF) báo trước là nhà vô địch về kiểm soát chất lượng sản xuất pin, các kỹ thuật như Loss-on-Drying (LOD) và Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) hỗ trợ nhiệm vụ chính của nó là đo tỉ mỉ hàm lượng nước trong vật liệu pin và chất điện phân.

Suy giảm hiệu suất:

Nước phản ứng với muối dẫn điện của chất điện phân (như LiPF₆), phá vỡ chất điện phân và có thể bắt đầu hình thành axit flohydric. Sau đó, hydro florua (HF) thu được có thể tấn công và ăn mòn vật liệu pin, làm giảm hiệu suất và các điều kiện nguy hiểm tiềm tàng.

Mối nguy hiểm về an toàn:

Trong quá trình hoạt động bình thường, pin tạo ra một lượng nhiệt nhỏ do sự chuyển động của các electron giữa cực dương và cực âm. Tuy nhiên, nếu các thành phần bên trong, chẳng hạn như cảm biến nhiệt hoặc mạch bảo vệ, bị hỏng do độ ẩm hoặc sự cố của các thành phần này bởi HF, một tình huống nguy hiểm gọi là thoát nhiệt có thể xảy ra.

Sự thoát nhiệt là một tình trạng nguy hiểm xảy ra khi nhiệt độ trong tế bào pin leo thang không kiểm soát được, có khả năng gây ra hỏa hoạn hoặc thậm chí là nổ. 

Hãy chia nhỏ làm thế nào điều đó có thể xảy ra. Quá trình này bắt đầu ở nhiệt độ dường như thấp 80 ° C, nơi lớp bảo vệ trên cực dương (Giao diện chất điện phân rắn, hoặc SEI) bắt đầu bị phá vỡ trong phản ứng giải phóng nhiệt, gây ra phản ứng dây chuyền sau:

• Khi nhiệt độ tăng từ 100 ° C đến 120 ° C, chất điện phân bắt đầu phân hủy, giải phóng các loại khí khác nhau có thể góp phần gây ra vụ nổ sắp xảy ra, chẳng hạn như CO, CO₂, CH₄, C₂H₄, H₂

• Tình hình thậm chí còn trở nên nghiêm trọng hơn trong khoảng từ 120 ° C đến 130 ° C khi thành phần phân tách tan chảy, gây ra đoản mạch bên trong làm tăng tốc độ sinh nhiệt.

• Vào thời điểm nhiệt độ đạt 150 ° C, cực âm phản ứng với chất điện phân, tạo ra oxy và đẩy tế bào đến sự thất bại hoàn toàn.

• Nếu không được kiểm soát và nhiệt độ vượt quá 180 ° C, phản ứng sẽ tự duy trì. Oxy thu được tạo ra tiếp tục cung cấp cho quá trình phân hủy, tạo ra một kịch bản chạy trốn nguy hiểm khi nhiệt độ tăng nhanh và có thể dẫn đến cháy hoặc nổ pin.

Như bạn có thể thấy, ngay cả những dấu vết nhỏ của nước cũng có thể gây ra một tình huống thảm khốc và nguy hiểm, kích thích sự cần thiết phải kiểm tra tỉ mỉ. Nhập chuẩn độ Karl Fischer - hỗ trợ đáng tin cậy của chúng tôi trong việc đo và kiểm soát chính xác hàm lượng nước trong vật liệu lithium-ion, đảm bảo độ ẩm tối thiểu đến tế bào cuối cùng.

• Giảm thiểu suy thoái chất điện giải: Hàm lượng nước được kiểm soát bảo vệ chống lại sự cố điện giải. Duy trì dung lượng tối ưu và cung cấp năng lượng chuyển thành hiệu suất pin nâng cao và kéo dài chu kỳ sử dụng giữa các lần sạc.

• Giảm điện trở trong: Pin trải qua ít điện trở bên trong hơn có hiệu suất và hiệu suất tổng thể cao hơn, tức là xe điện của bạn đi xa hơn trong một lần sạc (dập tắt sự lo lắng về phạm vi và hỗ trợ tính bền vững).

• Giảm phản ứng phụ: Sức mạnh kết hợp của chuẩn độ KF, LOD và TGA giảm thiểu các mối nguy hiểm về an toàn phát sinh từ các phản ứng phụ do nước gây ra, bao gồm các sự kiện dễ bay hơi và nguy hiểm. Cách tiếp cận nghiêm ngặt này thúc đẩy hoạt động pin đáng tin cậy và an toàn cho các ứng dụng khác nhau.