01:Peligros de los cuerpos extraños metálicos para la seguridad de las baterías de litio]

El material de cátodo de fosfato de hierro de litio tiene las ventajas de excelente estabilidad térmica, buena vida útil del ciclo, estabilidad electroquímica y medio ambiente amigable, y se ha convertido en uno de los materiales de cátodo ideales en el campo de las baterías de energía. Sin embargo, cuando se introducen impurezas metálicas en el material de fosfato de hierro y litio, se dañará gravemente la vida útil y la seguridad de la batería.

Los cuerpos extraños metálicos comunes incluyen: hierro, níquel, cobre, zinc, cromo, etc. Los cuerpos extraños metálicos se oxidan primero en el electrodo positivo en la etapa de formación de la batería y luego se reducen en el electrodo negativo. cuando la sustancia metálica en el electrodo negativo se acumula hasta cierto punto, se forma una rama, lo que resulta en un agujero en el diafragma, causando un cortocircuito en el interior de la batería, mejorando la Tasa de autodescarga de la batería e incluso provocando incendios y explosiones en la batería en casos graves, afectando el rendimiento de Seguridad de la batería.

Diagrama esquemático del proceso de perforación del diafragma causado por la acumulación de cuerpos extraños metálicos

El cobre metálico causa un cortocircuito en la batería (a) imagen de microscopía electrónica de escaneo (b) distribución de cada elemento

02:Fuente de cuerpos extraños metálicos y cómo controlarlos]

1) impurezas generadas por materias primas durante el proceso de sinterización

En el proceso de síntesis del fosfato de hierro de litio (lifepo), se producirá una pequeña cantidad de impurezas como gamma - feo, fep, FEP y fepo, y el hierro primario también se producirá mediante la reducción de fe a 500 a 700 grados Celsius en una atmósfera reductora. La presencia de estas impurezas reducirá la capacidad específica del material y la densidad energética. reacciones secundarias como la disolución del hierro, una impurezas, en el electrolito, afectarán la vida útil y el rendimiento de Seguridad de la batería.

2) cuerpos extraños de la línea media del proceso de fabricación y del medio ambiente

Las fuentes de cuerpos extraños metálicos en la línea de producción son principalmente las siguientes dos aspectos: primero, la introducción de contacto directo entre equipos y materiales (introducción directa); El segundo es la introducción de partículas metálicas dispersas en el aire en el material (introducción indirecta). A continuación se analizan en detalle las diferencias entre las dos formas de introducción:

a. 直接引入

Los procesos más importantes de la línea de producción de materiales de cátodo son: mezcla, tostado y trituración, y los equipos involucrados son principalmente mezcladores, hornos de rodillos y trituradoras. En general, si hay piezas metálicas en el equipo que entran en contacto directo con el material, puede causar un riesgo de introducción directa. Entre ellos, los componentes con movimiento relativo continuo con el material tienen una mayor probabilidad de desgaste, que es una zona de línea roja y requiere protección clave; Los componentes que no tienen un movimiento relativo continuo con el material también requieren las medidas de protección necesarias.

Introducción indirecta

Las fuentes de introducción indirecta son más complejas, y las partículas voladoras en el aire pueden provenir de escombros producidos por el desgaste de las piezas del equipo, o pueden ser introducidas por el entorno externo, o incluso por personas, por lo que es más difícil controlarlas.

Hay varias reglas generales para la protección de cuerpos extraños metálicos en el diseño de la línea de producción de materiales de cátodo: la parte de todos los equipos de la línea de producción que entra en contacto directo con el material debe ser de materiales no metálicos o recubierta por pulverización en la superficie del sustrato metálico para la protección.

Para evitar que los cuerpos extraños en el entorno externo entren en el taller de materiales de cátodo, generalmente se controlan desde los siguientes aspectos:

1. Las puertas y ventanas del taller están cerradas, se instala un sistema de aire fresco, el aire fresco se filtra por un filtro de alta eficiencia antes de entrar en el taller, el volumen de aire fresco es ligeramente mayor que el volumen de escape, el taller mantiene una presión ligeramente positiva de + 3 Pa ~ + 5 pa;

2. La puerta del taller adopta una estructura de cadena de dos pisos con una Sala de ducha incorporada;

3. Se utilizan herramientas o vehículos de transbordo especiales en el taller, y las herramientas o vehículos de transbordo externos están prohibidos de entrar en el taller;

4. Los extranjeros deben cambiar ropa y zapatos para entrar y salir del taller, y está prohibido llevar artículos metálicos como relojes, llaves y monedas al taller;

5. El suelo del taller se desmagnetiza regularmente con barras magnéticas permanentes;

6. Formular las normas y reglamentos correspondientes y los formularios de Inspección puntual, e inspeccionar regularmente el reemplazo del filtro de aire fresco;

7. Coloque utensilios especiales en el taller, monitoree regularmente el nivel de dispersión en el medio ambiente e investigue y rectifique a tiempo si hay anomalías.

03 [cómo detectar cuerpos extraños metálicos]

¿Entonces, ¿ cómo se deben detectar cuerpos extraños metálicos? Basado en el hardware de microscopía electrónica de barrido y espectrómetro de energía, Fena fenom particlex puede identificar, analizar y clasificar rápidamente las partículas de impurezas metálicas de forma totalmente automática, proporcionando soporte de datos cuantitativos rápido, preciso y confiable para la investigación y el desarrollo y producción de clientes.

Su principio de funcionamiento es identificar las partículas a través del contraste brillante y oscuro de la imagen de dispersión posterior, y luego analizar la composición del espectro de energía de las partículas, y clasificarlas automáticamente de acuerdo con la morfología y la información de la composición de las partículas.

La siguiente tabla muestra los resultados de la recolección de muestras utilizando el método de cribado y la prueba de cuerpos extraños metálicos en fosfato de hierro y litio con fenom particlex. Se puede ver que en el método de cribado, el material principal de fosfato de hierro de litio ocupa la mayor parte de las partículas, con un contenido promedio de oxígeno del 44,2%, mientras que el contenido de fosfato de hierro y óxido de hierro es menor, y el contenido de oxígeno en el fosfato de hierro es menor, solo del 10,6%, mientras que El óxido de hierro no contiene fósforo.

Resultados estadísticos de cuerpos extraños metálicos (método de cribado)

Composición media de los cuerpos extraños metálicos (método de cribado)

Detalles del hierro fosfatado obtenido automáticamente

Detalles del óxido de hierro obtenido automáticamente