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钢研纳克电池热管理热失控ICP应用+军工大飞机+稀土永磁

银河战士

超短低吸

2021-07-18 12:26:45

事件驱动
7月16日，因存在动力电池热失控风险，长城汽车、奇瑞汽车主动召回17623辆新能源车。孚能科技等多家电池供应商被卷入其中。
中国证券报记者从宁德时代获悉，召回车辆未搭载宁德时代电池。长城汽车回应称，iQ车型搭载了孚能电池。

电池热管理热失控ICP-OES应用（从源头解决问题）
随着手机、数码产品、电动汽车的普及，锂电池在人们生活中扮演着越来越重要的角色。随之而来，锂电池的性能和安全问题成为人们关注的焦点。目前，锂电池粉末的纯化又非常困难，电池中的金属杂质和异物一直是困扰锂电池安全与寿命最大隐患之一。

锂电池由正极，负极及隔膜三大部分组成，其中异物的存在类型，位置，形状大小将直接导致锂电池在充放电过程中发生自放电，短路，发热甚至爆炸等安全问题。除了某些外部因素如过充、火源、挤压、穿刺、短路等，以及在锂电池电极制造、装配等过程中的质量控制起到很大影响之外，主要影响因素来源于以下几个方面：

(1)正极材料：当锂离子电池使用不当时，导致电池内部温度过快升高，造成正极材料中的活性物质分解和电解液的氧化，从而产生大量热量，使得电池过热，引起燃烧甚至爆炸。(2)负极材料：如果以金属锂做负极材料，电池经过多次充放电后容易产生锂枝晶，进而刺破隔膜，导致电池短路、漏液。目前常用嵌锂化合物作为负极材料，有效避免锂枝晶的产生，提高安全性。(3)隔膜与电解液：锂电池的电解液通常为锂盐(如六氟磷酸铝)与有机溶剂(如碳酸酯)的混合溶液，电池温度较高时下易发生热分解。

　　锂电池的生产环节上游为原材料的开采、加工和冶炼环节；中游涵盖了正极材料、负极材料、电解液以及隔膜的生产；下游主要涉及电芯制造和Pack封装。各个环节都需要用到仪器分析以确保品质符合要求。

元素分析方案
　　正极、负极、电解液等锂电池关键材料中的元素含量对成品质量有重大影响，是锂电原材料质控的关键项目。Ni、Co、Mn、Li等常量元素的含量决定了正极材料的性能表现；杂质元素含量决定了锂电池安全等性能。

ICP-OES应用
　　锂电池的关键材料中的杂质元素的浓度，对电池的充放电性能起到至关重要的作用。除了锂电池关键材料中的杂质元素外，正极材料，尤其是三元材料中主量元素的比例直接决定了锂电池的性能表现。ICP-OES除了可以检测杂质元素，还能针对主量元素进行准确测定，助力电池质量精准控制。ICP-OES检测锂电池样品具有以下优势：(1)实时内标法带来0.1%的测试稳定性，非常适合主量元素测定；(2)双向观测能同时满足测定高浓度与低浓度的需求；(3)电解液类含有机溶剂样品可稀释后直接进样；(4)扣除光谱干扰功能，解决了ICP-OES分析复杂基体样品中的谱线干扰问题；(5)氩气消耗量低，节省成本。

在锂离子电池发展的过程当中，需要大量信息来帮助我们对材料和器件进行数据分析，以得知其各方面的性能。
　　1. 红外光谱应用
　　傅里叶红外光谱技术(FT-IR)是锂电池研发过程中的一种重要的材料表征手段。它能提供化学键和官能团的具体信息，以确定氧化降解过程中影响锂电池性能的瞬时锂态和杂质情况。采用红外光谱和红外成像技术，可以表征粘结剂和隔膜材料在充放电过程中的化学键变化及劣化情况。
　 2. 热分析应用
　　锂离子充电电池所使用的材料的耐热稳定性(热分解、产生气体等)测试非常重要。例如隔离材料，其结晶结构可左右电池性能。另外，如果在封装过程中使用了环氧类固化材料，则需要对其固化度进行检测。使用由热分析仪器与光谱及质谱等仪器联用组合而成的逸出气体分析系统，为您提供可获取材料正确信息的有效快速的分析方法。
3.失效分析方案
　　气相色谱及气相质谱可进行电解液(包括添加剂)成分分析、溶剂组分含量测定，以及石墨类负极材料有机物含量测试。可通过分析充放电后的电解液确认组成比例的变化及分解成分等，进而有助于判断电池失效的原因。

钢研纳克ICP-OES