三元锂电池是指使用镍、钴、锰三种过渡性金属氧化物作为正极材料的锂电池,具有能量密度高,安全稳定性较好的特点,主要应用于动力电池的正极材料。恩德斯豪斯通过与中国锂电企业的紧密配合,将Memosens 2.0电极应用于三元锂电池的生产工艺及研发中,助力锂电产品的不断精进。
在锂电池的生产工艺过程中,正极三元材料生产线采用了大量在线pH仪表检测来控制药剂的投加,精准的pH检测能够为客户降低生产成本,从而实现更高效的过程控制。
通过调节pH值,可以控制一次晶粒和二次颗粒的形貌。pH值对前驱体的生长过程有重要影响——反应过程中,pH值的大小及稳定性将直接影响前驱体的粒度分布。若在反应过程中pH值失控,出现过高或过低的情况时,会使电池品质急剧下降,甚至报废。
图片来源:《高镍多元前驱体的制备与研究》中信建投证券研究发展部
前驱体反应过程中是一个复杂的过程,需要控制的工艺参数有:盐和碱的浓度、氨水浓度、盐溶液和碱溶液加入反应釜的速率等。共沉淀法制备前驱体是将镍盐、钴盐、锰盐配置成可溶性的混合溶液,然后与氨,碱混合,通过控制反应条件形成类球形氢氧化物。pH值为沉淀过程中最主要工艺参数,它直接影响晶体颗粒的生成与形状。
恩德斯豪斯对此应用的对策:
产品:CPS11E—适用于电池行业的生产挑战
特点:
1. 采用大环状PTFE隔膜,坚固耐用
2. 最高工作压力为17bar abs
3. 三种玻璃膜可选,对应自来水介质、化工/废水介质、含氢氟酸介质
4. 离子捕捉阱可选,适用于有毒性场合,避免电池生产中有毒离子对电极的损害
5. Memosens 2.0技术—— 分析更轻松,过程更安全,连接更可靠
应用案例
应用:三元前驱体反应釜
介质:三元浆料,氨水,液碱
痛点:重金属,氨水,碱性大于11,传统pH电极使用寿命在2周左右,就不得不更换。不仅维护成本高昂、工作量大,而且无法提前预估出需要替换电极时间点。
解决方案
Memosens 2.0pH电极:CPS11E-TA(离子捕捉阱)
支架:电极护套(内螺纹+外螺纹),1.5m长管,不锈钢
变送器:CM442
应用情况
平均使用时间1500h,最长使用寿命可达的3000小时以上
Memosens2.0的优势
针对腐蚀或潮湿的工况,Memosens2.0 通过感应非接触式的卡口连接,实现了防水防潮的功能,解决了因现场潮湿或腐蚀导致金属连接故障、数据跳动的痛点。较常规金属连接电极,服役时间更久,更换频率更低,节约客户的运营成本
针对化工等行业不宜在现场对pH电极标定的情况,Memosens2.0 pH电极通过内置芯片,储存数据,实现离线标定,实验室标定后现场直接卡口安装即可,规避了客户要到现场标定的繁琐和不便。节省运营成本并提升运维效率。
今年是Memonsens技术20周年,技术沉淀,不断迭代,我们让客户分析监测更轻松,应用过程更安全,过程连接更可靠,为客户带来不一样的监测体验。
(来源:恩德斯豪斯过程测量专家)