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從獲諾貝爾化學獎的“鋰電池之父”看鋰電池安全檢測行業

2019/10/27

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2019年10月9日,諾貝爾獎的最后一個自然科學類獎項揭曉。97歲高齡的約翰·班寧斯特·古迪納夫教授(John B. Goodenough)、77歲的斯坦利·惠廷漢姆教授(M. Stanley Whittingham)以及71歲的吉野彰教授(Akira Yoshino),因在鋰電池發明道路上所做的奠基性貢獻,他們榮獲今年的諾貝爾化學獎。其中,約翰·班寧斯特·古迪納夫教授更是被外界譽為“鋰電池之父”。

 

眾所周知,早期的鋰電池主要用金屬鋰作為電極材料,由于這類電池在使用過程中極易發生燃燒和爆炸,因此無法被廣泛使用。為解決這一問題,約翰·班寧斯特·古迪納夫提出鋰離子嵌入、脫出的工作機制,以鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰替代金屬鋰作為電極材料。這一項成就在當時既提升了電池的安全性問題,同時又降低了電池的制造成本,實現了鋰離子電池技術的革命性突破。自此,鋰電池行業得到飛速的發展,目前我們所接觸的手機、筆記本電腦、電動工具、電動車、路燈備用電源、航燈、家用小電器等電子產品都屬于鋰電池的最大應用群體。

 

然而,隨著鋰電池的廣泛應用,安全事故仍然頻出。消費類電子產品和新能源電動車發生的每一起安全事故,都會極大的觸動電池從業人員和消費者敏感的神經。面對鋰電池安全事故,消費者一般都會將事故原因歸罪于電池本身及其系統原因所致。

 

鋰電池是一種二次充電電池,它的電池結構由正負極、隔膜、有機電解液以及電池外殼組成。其中正極通常為錳酸鋰、鈷酸鋰或鎳鈷錳酸鋰等活性物質材料,負極的活性物質通常為石墨或近似石墨結構的碳。電池的隔膜是一種經特殊成型具有微孔結構的高分子薄膜,能夠使鋰離子自由通過而電子無法通過。電池外殼則通常由鋼殼、鋁殼、鋁塑膜等構成。

 

因此,鋰電池安全是一個比較寬泛的系統性問題,電池安全僅是整個系統中的一個重要環節。就電池及電源系統來講,可以從設計、制程管控、安全檢測三個方面來解決。深圳維泰克智能儀器有限公司(VEERTEK則主要聚焦于為全球鋰電池生產企業提供專業的安全檢測解決方案:鋰電池微短路檢測和軟包電池的漏液檢測,來有效地解決行業痛點問題。

 

引起鋰電池微短路的情況經常發生在鋰電池生產制造過程和應用過程中。在鋰電池制造過程中,由于攪拌不均勻、來料金屬屑、金屬焊渣、環境粉塵、毛刺、隔離膜不良、極片錯位、極片損傷、設備金屬磨損、電解質分布不均等因素引起微短路。 而在應用過程中,會由于析鋰長成為鋰枝晶刺穿隔離膜等引起微短路。VEERTEK絕緣脈沖檢測儀DET-2000/5000/8500為解決上述注液前鋰電池的內部微短路問題提供了有效的解決方案。微信圖片_20191027163346.png

軟包電池的漏液問題,主要由于軟包電池的鋁塑膜破損、封裝不良、電解液在封口殘留、折邊過分、制程中造成鋁塑膜破損等原因所致,因上述原因導致外部空氣進入電池內部后會引起電池鼓包、進而使得終端電子產品被鼓氣電池變形或撐裂,同時泄漏的電解液也會腐蝕電子元器件。針對這種低濃度的泄露問題,VEERTEKVOC氣體檢測VTK-181采用可調制PID和UV紫外燈等多項專利技術,對ppb濃度范圍內的可揮發性氣體進行準確的實時檢測,為鋰電池生產企業剔除存在漏液問題的產品,確保良品投放市場供消費者放心使用。

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