鋰離子電池、全固態(tài)電池、燃料電池（干燥室等）的露點計和濕度測量

鋰離子電池、全固態(tài)電池、燃料電池（干燥室等）的露點計和濕度測量

新冠狀病毒的傳播極大地改變了我們的日常生活。
遠程工作變得越來越普遍，電子工作變得更加先進，智能手機、平板電腦、PC 等變得不可缺。

這些電池中經(jīng)常使用“鋰離子電池"。您知道電池不僅持久、小巧，而且環(huán)保嗎？為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的社會，高效環(huán)保的鋰離子電池和燃料電池是有用的。
在鋰離子電池和燃料電池的制造和開發(fā)過程中，濕度和露點控制非常重要。

這次，我們將介紹鋰離子電池、固態(tài)電池和燃料電池的概述，以及 Techne 測量設(shè)備在制造過程中的用處。

什么是電池？

電池是將物質(zhì)的化學或物理反應釋放的能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置。不能充電的一次性電池稱為原電池，可以多次充電和使用的可充電電池稱為二次電池。鋰離子電池是二次電池。

到目前為止的電池

1800年研制的伏打電池據(jù)說是科學最古老的電池。正極采用銅（Cu）板，負極采用鋅（Zn）板，稀硫酸（H2SO4）為電解質(zhì)，通過化學反應提取電力。
缺點是如果繼續(xù)發(fā)電，氫（H2）會積聚在銅板周圍，導致電子轉(zhuǎn)移出現(xiàn)問題，使電流難以流動。由于這些缺點，它沒有導致實際應用。
此后，開發(fā)了鉛酸電池、丹尼爾電池、汞電池等各種電池。鉛酸蓄電池在汽車電池中仍被廣泛使用。在1900年代，堿性/錳電池開始在家庭中廣泛使用。
目前，環(huán)保型鋰離子電池、固態(tài)電池、燃料電池已經(jīng)發(fā)展成為主流。
特別是作為二次電池的鋰離子電池，自1980年左右開始研究，用于大多數(shù)移動設(shè)備（智能手機，個人電腦等），已成為我們生活中*一部分。 Techne Measurement 產(chǎn)品還深入?yún)⑴c鋰離子電池的制造。

二次電池 ~ 鋰離子電池 / 全固態(tài)電池 ~

鋰離子電池是通過在正極材料和負極材料之間移動鋰離子來充電和放電的二次電池。

鋰離子電池/固態(tài)電池材料

【正極材料】鋰離子
*過渡金屬氧化物，例如鈷基，例如LiCoO2，錳基，例如LiMn204等。
*鋰是元素周期表中的第三種，被認為適用于電池，因為它是所有金屬中最輕的，并且很容易同時發(fā)射電子（高電負性）。

【負極材料】碳基材料的例子：石墨、石墨、硬碳、鈦酸鹽、鍺、硅等。

【分離器】溶解電解質(zhì)鹽，如LiPF6和LiBF4在環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯的混合溶劑中

【容器】
金屬外殼、層壓材料等鋰離子電池
不使用汞或鎘，對環(huán)境的影響很大，可以說是地球友好型電池。

鋰離子電池/固態(tài)電池/硫化物電池的原理

鋰離子電池中的正負極材料具有層狀結(jié)構(gòu)。它是鋰離子在正極和負極之間移動的機制。
存儲能量的充電和使用能量的放電的移動方式不同。由于鋰離子帶正電荷（Li+），當鋰離子從含有鋰離子的負極材料中退出時，負極帶負電荷。
通過將這種負電荷作為電子從電池中提取，可以獲得電能。這就是放電反應。另一方面，如果從外部注入電力以將電子捕獲到負極中，則負極材料將帶負電荷。為了抵消這種負電荷，來自正極側(cè)的鋰離子被吸入負極。這是充電反應。

當電解質(zhì)為固體時，稱為全固態(tài)電池。
硫化物基電池與鋰離子電池和固態(tài)電池具有相同的原理。
通過制造電解質(zhì)硫化物，研究正在進行中，因為它比氧化物基電解質(zhì)具有更高的離子電導率和更高的可塑性。

Techne 測量有助于鋰離子電池、固態(tài)電池和硫化物電池

在鋰離子電池和固態(tài)電池的制造過程中，水分是主要敵人。
如果混入水分，不僅會導致質(zhì)量下降，還可能發(fā)生意想不到的化學反應，引起火災和爆炸。
因此，鋰離子電池的制造過程在干燥室和手套箱中進行。
為了清除制造過程中的嚴格條件，測量和控制溫度、濕度和露點溫度非常重要。
此外，不斷測量環(huán)境以最大限度地降低保持干燥室干燥的成本也很重要。

EE33溫濕度露點儀用于控制硫化物電池硫化氫計中硫化氫的濃度，并控制涂層過程中的溫度和濕度。
使用在溶劑氣氛中特別有效的TE-660聚合物露點儀、TK-100電容露點計和MBW973鏡面冷卻（鏡面型）露點儀。

燃料電池

燃料電池不使用累積的電力，如原電池或二次電池。它是一種使氫氣和氧氣反應并將能量轉(zhuǎn)化為電能的電池。由于電能是直接從燃料的化學能中獲得的，因此損耗極小，并且在發(fā)電的同時產(chǎn)生熱量，因此它是一種備受關(guān)注的高效電池。

燃料電池材料

【催化劑】碳基、鉑等【電解質(zhì)膜】氫氧化鉀、磷酸等
【燃料來源】天然氣、純氫等

燃料電池的類型

燃料電池根據(jù)電化學反應和電解質(zhì)類型分為五種類型。
1）聚合物電解質(zhì)燃料電池 2）堿性電解質(zhì)燃料電池 3）磷酸燃料電池 4）熔融碳酸鹽燃料電池 5）固體氧化物燃料電池

燃料電池原理

我們使用電解水的逆反應。在燃料電池內(nèi)部，許多像板一樣的電池堆疊在一起。電池具有正極，負極和電解質(zhì)。在負極，氫在鉑（Pt）的催化作用下分解成氫離子和電子。然后，氫離子通過電解質(zhì)移動到正極，電子通過電線流向正極。在正極，空氣中的氧氣與通過電解質(zhì)的氫離子和電子反應產(chǎn)生水。