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          Grabner自動微量閉口閃點儀在鋰電池電解液安全測試中的應用

          發布時間:2020/3/6 15:27:25   點擊數:483

            關鍵詞:Grabner、閉口閃點、鋰電池、鋰離子電池、安全測試、電解液

             

            一、     鋰電池及原理簡介

            鋰電池,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M. S. Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。隨著科學技術的發展,鋰電池已經成為了主流。

            鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰離子電池。但自身技術要求較高,目前應用還不是很廣泛。

            鋰離子電池常采用鋰合金的金屬氧化物作為正極材料,采用石墨作為負極材料,使用非水電解質溶液的電池。其充電時正極的化學方程式為LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子),負極的化學方程式為6C+XLi++Xe- = LixC6,充電時電池總反應為LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6

             

             

            二、     鋰電池行業現狀

            中國擁有豐富的鋰資源和完善的鋰電池產業鏈,以及龐大的基礎人才儲備,使中國大陸在鋰電池及其材料產業發展方面,成為全球最具吸引力的地區,并且已經成為全球最大的鋰電池材料和電池生產基地。

            2018年中國鋰離子電池市場產量同比增長26.71%,達102.00GWh,中國在全球產量占比達54.03%,目前已經成為全球最大的鋰離子電池制造國。我國鋰離子電池市場整體趨勢向好,預計2020年,中國鋰離子電池市場產量將達205.33 GWh,未來兩年CAGR41.88%

            三、     鋰離子電池安全的重要性

            隨著手機、數碼產品、電動汽車的普及,鋰離子電池在人們生活中扮演著越來越重要的角色。低能量密度、循環壽命有限等使用問題常被人們詬病。但是與這些問題相比,電池安全問題卻是人們關注的焦點。近些年,由于電池安全問題引發的事故比比皆是,很多問題造成的后果觸目驚心,比如震驚業界的波音787“夢幻科技鋰電池起火事件,以及Samsung Galaxy Note 7大范圍的電池起火爆炸事件,給鋰離子電池的安全性再次敲響的警鐘。

            一般來說,鋰離子電池出現安全問題表現為燃燒甚至爆炸,出現這些問題的根源在于電池內部的熱失控,除此之外,一些外部因素也會導致安全性問題。而出現內部熱失控,與鋰離子電池電解液關系密切。

            鋰離子電池的電解液為鋰鹽與有機溶劑的混合溶液,其中商用的鋰鹽為六氟磷酸鋰,該材料在高溫下易發生熱分解,并與微量的水以及有機溶劑之間進行熱化學反應,降低電解液的熱穩定性。電解液有機溶劑為碳酸脂類,這類溶劑沸點、閃點較低,在高溫下容易與鋰鹽釋放PF5的反應,易被氧化。

            并且,從消防角度來看,閃點是可能引起火災的最低溫度,因此閃點也是評估電解液安全性的一項重要指標。另外,國家安監總局印發的關于《化學品物理危險性鑒定與分類管理辦法》及《關于危險貨物運輸的建議書》中對于危化品易燃液體分類包裝存儲運輸明確規定了閃點測試的必要性。因此,電解液閃點的測試是非常有必要的。

             

            四、     解決方案

            對某動力電池生產企業的10個電解液樣品進行閃點測試,測量結果見表3

            由數據結果可知,Grabner MINIFLASH FP VISION自動微量閉口閃點測試儀完全能夠勝任電解液閃點測試,且重復性較好。

             

            五、MINIFLASH FP VISION產品介紹

            MINIFLASH FP VISION是奧地利Grabner公司vision產品系列的新成員。它完美的集成了Grabner公司產品實地驗證和直觀的觸摸屏設計。它體積小、重量輕、測試時間短、測量準確,也可以攜帶至野外現場進行快速測試。超大彩色觸摸屏使得測試操作更為簡單(一鍵式操作),測試過程更為直觀。本產品完全兼容各種網絡平臺、計算機和LIMS系統。并且,vision系列擁有獨特的Cockpit軟件,具有用戶權限設定,自定義閃點測試方法,以及標準用戶與高級用戶的分級管理功能。可完全根據ASTM D6299標準來控制測試的準確性、精確性和穩定性。

            MINIFLASH FP VISION產品無與倫比的優點

            F  先進的測量方法:MINIFLASH FP VISION自動微量閉口閃點測試儀是唯一符合國際先進標準ASTM D7094D6450的儀器。測試數據等同于ASTM D93/ISO2719賓斯基-馬丁法,等效于ASTM D56, ISO 2719, ISO 13736, IP 170等標準,很好的關聯于快速平衡和微量閃點方法:EN ISO3679/3680,ASTM D3828A/B,IP523/IP524。唯一被ASTM閃點測試委員會官方,美國US D.O.T, RCRA, NAVY, NATO等軍隊官方批準認可的閃點專用測試儀器。

            F  寬溫度范圍:MINIFLASH自動微量閉口閃點測試儀有FP VISION(-45120)FPH VISION(10400)兩款產品,涵蓋了-45400寬溫度范圍,均為全自動連續閉杯的儀器。

            F  同類產品安全性最高:測試僅需1-2 ml樣品;測試過程自動電子電弧點火;測試采用連續閉口杯方法,整個測試過程不開杯,無明火,測試結果更準確。

            F  測量樣品快:每小時可以輕松測量12個樣品。

            F  樣品用量少:僅需1-2ml

            F  操作界面:10英寸超大彩色觸摸屏,直觀可視化導航菜單。

            F  全自動點火與清洗程序:自動清除點火系統附著的各種殘留物質,有效保護點火裝置及測試準確度。

            F  獨一無二的燃燒過程分析:有時客戶樣品中會含有少量低濃度的可燃化合物,使得整個樣品閃點測試數據重復性差。MINIFLASH FP VISION完全能夠勝任此種情況,能夠檢測到極小火焰燃燒,并圖形化顯示整個測量過程,便于分析整個樣品的受可燃化合物污染的程度。

            F  高靈活性,適合各種應用:幾乎所有不同環境條件下的閃點測試過程都可以被本產品模擬,只需修改控制參數如加熱速率,點火能量以及空氣氧導入速率等。

            F  使用方便:MINIFLASH FP VISION操作菜單更易瀏覽更為直觀,無需培訓即可上手使用。豐富的外部接口,可以輕松連接USB, LAN, LIMS和計算機,省卻眾多煩惱!具備遠程連接與控制功能。

            F  可擴展的溫度范圍

            F  樣品倉自動開閉系統

            F  可以進行燃油稀釋閃點測試

            F  Go / No Go閃點測試應用

            F  無限存儲測試方法和數據結果

            F  通過Cockpit軟件進行用戶權限分級管理(符合GLP規范)

             


            說明: http://www.isa2.com.cn/App_Upload/2014/3/25/8824fbe0-7ded-4b10-a318-6952560ce278.jpg廠商介紹

             

             

            Grabner Instruments是世界上領先的石油化工產品檢測儀器制造廠商,于1987年由Dr. Werner Grabner 創建,總部位于美麗的音樂之城維也納。

            公司憑借創新、質量、用戶滿意的價值理念,30多年來不斷為全球石油化工領域的客戶提供領先、精準、方便的實驗室/在線檢測儀器儀表。

                 Grabner儀器公司團隊富于創新,產品設計先進,早在1999年就開發出新型的蒸汽壓測試方法,并被ASTM協會采納收編成ASTM D63776378ASTM D6450系列標準。與此同時,Dr. GrabnerASTM協會授予杰出成就獎2003年,Grabner儀器公司再次被ASTM協會授予杰出成就獎,以表彰Grabner在開發新閃點試驗標準方法ASTM D6450ASTM D7094標準中的杰出貢獻。1993年,Grabner儀器公司在業界率先通過ISO9001質量體系認證標準,產品質量得到客戶稱贊。

            上海人和科學儀器有限公司作為奧地利Grabner在中國的代理商,竭誠為中國廣大客戶提供優質的服務保障。

             

             

             

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