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技術(shù)文章

鋰離子電池、全固態(tài)電池、燃料電池(干燥室等)的露點計和濕度測量

鋰離子電池、全固態(tài)電池、燃料電池(干燥室等)的露點計和濕度測量

新冠狀病毒的傳播極大地改變了我們的日常生活。
遠(yuǎn)程工作變得越來越普遍,電子工作變得更加先進(jìn),智能手機(jī)、平板電腦、PC 等變得不可缺。

這些電池中經(jīng)常使用“鋰離子電池"。 您知道電池不僅持久、小巧,而且環(huán)保嗎? 為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的社會,高效環(huán)保的鋰離子電池和燃料電池是有用的。
在鋰離子電池和燃料電池的制造和開發(fā)過程中,濕度和露點控制非常重要。

這次,我們將介紹鋰離子電池、固態(tài)電池和燃料電池的概述,以及 Techne 測量設(shè)備在制造過程中的用處。

什么是電池?

電池是將物質(zhì)的化學(xué)或物理反應(yīng)釋放的能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置。 不能充電的一次性電池稱為原電池,可以多次充電和使用的可充電電池稱為二次電池。 鋰離子電池是二次電池。

到目前為止的電池

1800年研制的伏打電池?fù)?jù)說是科學(xué)最古老的電池。 正極采用銅(Cu)板,負(fù)極采用鋅(Zn)板,稀硫酸(H2SO4)為電解質(zhì),通過化學(xué)反應(yīng)提取電力。
缺點是如果繼續(xù)發(fā)電,氫(H2)會積聚在銅板周圍,導(dǎo)致電子轉(zhuǎn)移出現(xiàn)問題,使電流難以流動。 由于這些缺點,它沒有導(dǎo)致實際應(yīng)用。
此后,開發(fā)了鉛酸電池、丹尼爾電池、汞電池等各種電池。 鉛酸蓄電池在汽車電池中仍被廣泛使用。 在1900年代,堿性/錳電池開始在家庭中廣泛使用。
目前,環(huán)保型鋰離子電池、固態(tài)電池、燃料電池已經(jīng)發(fā)展成為主流。
特別是作為二次電池的鋰離子電池,自1980年左右開始研究,用于大多數(shù)移動設(shè)備(智能手機(jī),個人電腦等),已成為我們生活中*一部分。 Techne Measurement 產(chǎn)品還深入?yún)⑴c鋰離子電池的制造。

二次電池 ~ 鋰離子電池 / 全固態(tài)電池 ~

鋰離子電池是通過在正極材料和負(fù)極材料之間移動鋰離子來充電和放電的二次電池。

鋰離子電池/固態(tài)電池材料

【正極材料】鋰離子
*過渡金屬氧化物,例如鈷基,例如LiCoO2,錳基,例如LiMn204等。
*鋰是元素周期表中的第三種,被認(rèn)為適用于電池,因為它是所有金屬中最輕的,并且很容易同時發(fā)射電子(高電負(fù)性)。 

【負(fù)極材料】碳基材料的例子:石墨、石墨、硬碳、鈦酸鹽、鍺、硅等。

【分離器】溶解電解質(zhì)鹽,如LiPF6和LiBF4在環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯的混合溶劑中

【容器】
金屬外殼、層壓材料等鋰離子電池
不使用汞或鎘,對環(huán)境的影響很大,可以說是地球友好型電池。

    鋰離子電池/固態(tài)電池/硫化物電池的原理

    鋰離子電池中的正負(fù)極材料具有層狀結(jié)構(gòu)。 它是鋰離子在正極和負(fù)極之間移動的機(jī)制。
    存儲能量的充電和使用能量的放電的移動方式不同。 由于鋰離子帶正電荷(Li+),當(dāng)鋰離子從含有鋰離子的負(fù)極材料中退出時,負(fù)極帶負(fù)電荷。
    通過將這種負(fù)電荷作為電子從電池中提取,可以獲得電能。 這就是放電反應(yīng)。 另一方面,如果從外部注入電力以將電子捕獲到負(fù)極中,則負(fù)極材料將帶負(fù)電荷。 為了抵消這種負(fù)電荷,來自正極側(cè)的鋰離子被吸入負(fù)極。 這是充電反應(yīng)。

    當(dāng)電解質(zhì)為固體時,稱為全固態(tài)電池。
    硫化物基電池與鋰離子電池和固態(tài)電池具有相同的原理。
    通過制造電解質(zhì)硫化物,研究正在進(jìn)行中,因為它比氧化物基電解質(zhì)具有更高的離子電導(dǎo)率和更高的可塑性。

    Techne 測量有助于鋰離子電池、固態(tài)電池和硫化物電池

    在鋰離子電池和固態(tài)電池的制造過程中,水分是主要敵人。
    如果混入水分,不僅會導(dǎo)致質(zhì)量下降,還可能發(fā)生意想不到的化學(xué)反應(yīng),引起火災(zāi)和爆炸。
    因此,鋰離子電池的制造過程在干燥室和手套箱中進(jìn)行。
    為了清除制造過程中的嚴(yán)格條件,測量和控制溫度、濕度和露點溫度非常重要。
    此外,不斷測量環(huán)境以最大限度地降低保持干燥室干燥的成本也很重要。

    EE33溫濕度露點儀用于控制硫化物電池硫化氫計中硫化氫的濃度,并控制涂層過程中的溫度和濕度。
    使用在溶劑氣氛中特別有效的TE-660聚合物露點儀、TK-100電容露點計和MBW973鏡面冷卻(鏡面型)露點儀。

    燃料電池

    燃料電池不使用累積的電力,如原電池或二次電池。 它是一種使氫氣和氧氣反應(yīng)并將能量轉(zhuǎn)化為電能的電池。 由于電能是直接從燃料的化學(xué)能中獲得的,因此損耗極小,并且在發(fā)電的同時產(chǎn)生熱量,因此它是一種備受關(guān)注的高效電池。

    燃料電池材料

    【催化劑】碳基、鉑等 【電解質(zhì)膜】氫氧化鉀、磷酸等
    【燃料來源】天然氣、純氫等

    燃料電池的類型

    燃料電池根據(jù)電化學(xué)反應(yīng)和電解質(zhì)類型分為五種類型。
    1) 聚合物電解質(zhì)燃料電池 2) 堿性電解質(zhì)燃料電池 3) 磷酸燃料電池 4) 熔融碳酸鹽燃料電池 5) 固體氧化物燃料電池

    燃料電池原理

    我們使用電解水的逆反應(yīng)。 在燃料電池內(nèi)部,許多像板一樣的電池堆疊在一起。 電池具有正極,負(fù)極和電解質(zhì)。 在負(fù)極,氫在鉑(Pt)的催化作用下分解成氫離子和電子。 然后,氫離子通過電解質(zhì)移動到正極,電子通過電線流向正極。 在正極,空氣中的氧氣與通過電解質(zhì)的氫離子和電子反應(yīng)產(chǎn)生水。

    Techne 測量可以為燃料電池做出什么貢獻(xiàn)

    控制燃料電池中使用的空氣、氫氣、甲烷等的純度。 純度的確認(rèn)通常由準(zhǔn)產(chǎn)品的量控制。
    因此,純度是通過測量少量水分來確定的,這是雜質(zhì)的典型例子。

    為此,使用了TK-100電容式露點計。
    此外,作為燃料的氫氣和甲烷的加濕量對于提高燃料效率非常重要。
    另一方面,有必要抑制測量過程中冷凝的發(fā)生。 為此,EE33溫濕度露點儀和 MBW573鏡面冷卻(鏡面)露點儀用于用于研發(fā)和性能評估。

    主要產(chǎn)品

      電容式露點水分儀TK-100

      TK-100
      在線露點儀

      德軒測量暢銷書

      • 電容的

      • ±2°Cdp

      • 本地

      • -100~+20°Cdp

      • 公私合一

      聚合物露點儀TE-660TR

      TE-660
      露點變送器

      聚合物露點儀

      • 聚合物配方

      • ±2°Cdp

      • 本地

      • -60~+20°Cdp

      高精度鏡冷露點儀MBW573

      MBW573

      高露點主力車型

      • 鏡子

      • ±0.1°Cdp

      • 本地

      • -60~+20°Cdp

      • ~+95°Cdp

      高精度鏡冷露點儀MBW973

      MBW973

      低露點范圍內(nèi)高精度測量的新暢銷書

      • 鏡子

      • ±0.1°Cdp

      • 本地

      • 便攜式

      • -100~+20°Cdp

      • -60~+20°Cdp

      帶加熱功能的高濕度和惡劣環(huán)境溫濕度計EE33

      EE33

      高濕度、惡劣環(huán)境溫濕度計

      • 工業(yè)溫濕度露點儀

      • 本地

      • ~+95°Cdp

      • 適用溫度-40~+180°C

      • 防結(jié)露加熱功能

      海外本安型認(rèn)證硫化氫計 3010BX 型

      型號 3010BX

      海外本質(zhì)安全認(rèn)證產(chǎn)品

      • 硫化氫儀

      • 本地

      • 防爆



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