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固態(tài)電池中的硫化物在遇到水時(shí)會(huì)生成硫化氫。例如，固態(tài)電池中的鋰硅磷硫晶體材料或鋰磷硫型玻璃陶瓷材料與水反應(yīng)后，會(huì)放出硫化氫。這些反應(yīng)不僅會(huì)導(dǎo)致電池性能下降，還會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，對(duì)人體健康和環(huán)境安全構(gòu)成威脅...... 隨著鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈逐步走向復(fù)蘇，新技術(shù)的應(yīng)用有望進(jìn)一步增強(qiáng)行業(yè)的增長(zhǎng)趨勢(shì)。全固態(tài)電池作為一項(xiàng)被產(chǎn)業(yè)和政策選中的新技術(shù)方向，其能量密度更高、安全性更好，吸引了業(yè)界的高度關(guān)注和大量投資。固態(tài)電池具有高能量密度和高安全性的顯著優(yōu)勢(shì)，成為下一代高性能鋰電池。從性能對(duì)比來(lái)看，理論上，固態(tài)電池在離子電導(dǎo)率、能量密度、耐高壓、耐高溫、循環(huán)壽命等各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于液態(tài)電池，兼顧了傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池?zé)o法兼顧的高能量密度和高安全特性，成為電動(dòng)汽車的理想電池。 根據(jù)不同的電解質(zhì)類型，固態(tài)電池主要包括聚合物、氧化物、硫化物三種技術(shù)路線： 與氧化物、聚合物等電解質(zhì)相比，硫化物電解質(zhì)具有較高的鋰離子電導(dǎo)率(室溫離子電導(dǎo)率10-3~10-2 S/cm)，其離子電導(dǎo)率最接近液態(tài)電解質(zhì)； 同時(shí)由于硫化物材料質(zhì)地柔軟，易于機(jī)械加工，適合批量制備成高致密度的電解質(zhì)膜，而且在制備電極時(shí)，能夠與活性材料保持良好的接觸，因此被選為固態(tài)電池電解質(zhì)材料的潛力最大。 目前包括Solid Power、豐田、松下電池、三星 SDI等海外企業(yè)，均選擇硫化物路線研發(fā)全固態(tài)；國(guó)內(nèi)來(lái)看，包括寧德時(shí)代、億緯鋰能、國(guó)軒高科、蜂巢能源、廣汽等企業(yè)也錨定了硫化物路線。 H2S有毒氣體安全隱患 與傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)相比，硫化物固態(tài)電解質(zhì)可以在室溫下提供足夠高的離子電導(dǎo)率，從而提高電池的整體性能。然而，在制備工藝層面，硫化物固態(tài)電池的工藝比較復(fù)雜，且硫化物容易與空氣中的水、氧氣極易發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生硫化氫劇毒氣體，所以要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理。 為何要檢測(cè)微量（ppm）級(jí)別的硫化氫泄漏？ 1.硫化物固態(tài)電池——品控 質(zhì)量保證在任何行業(yè)中都是至關(guān)重要的，硫化物全固態(tài)電池在制備工藝層面，電解質(zhì)容易被氧化/水解產(chǎn)生有毒的H2S等氣體，氣密性是電池性能和壽命關(guān)鍵，微小的氣體泄漏表明工藝出現(xiàn)紕漏，進(jìn)一步影響固態(tài)電池的性能，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)安全事故。 因此在硫化物固態(tài)電池制備工藝，現(xiàn)場(chǎng)安裝硫化氫氣體檢測(cè)儀很重要，利用高精度的硫化氫傳感器對(duì)電池內(nèi)部或外部的微小泄漏氣體進(jìn)行精確測(cè)量，智能檢測(cè)泄漏的低濃度H2S氣體，保障制備工藝的高質(zhì)量運(yùn)行和可重復(fù)性。 2.H2S微量泄漏——安全 在硫化物固態(tài)電池的生產(chǎn)過(guò)程中，電解質(zhì)硫化物容易與空氣中的水、氧氣極易發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生硫化氫劇毒氣體，而硫化氫的管理濃度是極低的1ppm。 微量的硫化氫泄漏就容易造成環(huán)境污染和人員中毒事件： 環(huán)境污染和人員傷害風(fēng)險(xiǎn)：在硫化物固態(tài)電池的生產(chǎn)過(guò)程中，可能會(huì)使用到易燃、易爆、易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，以及有毒的硫化氫氣體。這些物質(zhì)的泄露容易造成環(huán)境污染和人員傷亡，提高工況的危險(xiǎn)性。 潛在的安全問(wèn)題：硫化物全固態(tài)電池的安全性在很大程度上取決于正極材料和固態(tài)電解質(zhì)之間的熱化學(xué)反應(yīng)。潛在的安全問(wèn)題包括正極釋氧及其引起的氧化還原放熱反應(yīng)、負(fù)極鋰枝晶生長(zhǎng)導(dǎo)致的內(nèi)短路，以及固態(tài)電解質(zhì)被氧化/水解產(chǎn)生有毒、可爆燃的SO2、H2S等氣體。通過(guò)硫化氫傳感器對(duì)硫化氫進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)的檢測(cè)，能夠在危險(xiǎn)情況發(fā)生時(shí)及時(shí)采取措施。 硫化氫氣體H2S微量監(jiān)測(cè) 對(duì)于硫化物固體電解質(zhì)，與水反應(yīng)時(shí)存在產(chǎn)生有毒硫化氫氣體的風(fēng)險(xiǎn)，這也是硫化物類型的全固態(tài)電池的一個(gè)危害，在使用中如果發(fā)生了安全事故，導(dǎo)致硫化氫氣體的產(chǎn)生，將帶來(lái)更大的危害。 因此，必須采取嚴(yán)格的氣體安全檢測(cè)措施，以防止危險(xiǎn)氣體泄漏造成安全風(fēng)險(xiǎn)，是目前固態(tài)電池生產(chǎn)企業(yè)必須要做的一項(xiàng)重要措施！ ISweek工采網(wǎng)作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的傳感器及儀器儀表工業(yè)品采購(gòu)服務(wù)平臺(tái)，匯聚全球高品質(zhì)工業(yè)科技傳感器產(chǎn)品，為企業(yè)提供全產(chǎn)業(yè)鏈一站式采購(gòu)與技術(shù)服務(wù)。平臺(tái)技術(shù)團(tuán)隊(duì)由經(jīng)驗(yàn)豐富的FAE工程師組成，接受原廠專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，能夠?yàn)槠髽I(yè)客戶提供傳感器選型、應(yīng)用適配及全面技術(shù)支持，了解硫化氫氣體H2S微量監(jiān)測(cè)傳感器相關(guān)信息，請(qǐng)咨詢工采網(wǎng)技術(shù)工程師。 |
