鋰電池車間的“濕度偵探“：露點控制背后的科學

更新時間：2025-08-29

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　　在鋰電池生產車間，水分如同一位需要時刻警惕的"隱形破壞者"。

　　• 液態電池：水分引發電解液分解產生 HF，腐蝕電極材料和 SEI 膜，影響電池性能，增加安全隱患；

　　• 固態電池：水分與硫化物電解質反應生成 H2S 和 LiOH，不僅降低電池性能，還會危及人員生命安全。

　　01.露點監測：鋰電池生產的"晴雨表"

　　理論上，鋰電池生產車間水分含量越低越好，但干燥需要付出巨大的能耗代價。就像空調溫度調節，26℃與25℃的體感差異微小，但能耗差異可高達20%；此外，過低的濕度可能導致靜電增加，對人員和設備的安全造成威脅。因此，精準的露點測量成為了平衡產品質量、財務成本和生產安全的關鍵。

　　02.電容式露點傳感器的"力不從心"

　　目前，鋰電池車間常用電容式薄膜聚合物傳感器監測露點。其原理是水分子吸附于薄膜聚合物，介電常數發生變化，從而推算露點溫度。

△ 傳統電容式傳感器結構

圖片引用鋰電聯盟會長《鋰電池車間露點影響及除濕處理！》

　　然而，電容式傳感器在實際應用中仍存在若干局限性，如長期穩定性不足、易受環境物質干擾、測量誤差較大等問題：

　　I. 非理想化的“基礎信號漂移”（關鍵局限性）

　　• 理論假設：薄膜的電容值長期穩定。

　　• 實際：薄膜聚合物本身會老化。隨著時間、溫度循環和化學暴露，聚合物鏈會斷裂、重組或發生不可逆的輕微形變。

△ 薄膜聚合物老化后開裂

　　II. 不可預測的“污染效應”

　　• 理論模型：基于單純水汽環境下的露點監測。

　　• 實際：車間中VOC、電解液溶劑等被薄膜吸附，改變其介電常數，被電容式傳感器誤判為“水分”。

△ 薄膜聚合物吸附水分子以外的物質

　　III. “飄忽不定”的測量精度

　　• 理論標稱：測量精度通常為±2℃。

　　• 實際：露點與水含量呈非線性關系，露點越高，水含量差別越大。鋰電池車間露點通常在-60℃~-30℃，電容式傳感器檢測該區間誤差較大，如檢測露點為-30℃，水含量誤差高達157.2ppm。

　　03.激光傳感器的"技術突圍"

　　TDLAS(可調諧二極管激光吸收光譜)是一種高精度的氣體檢測技術，利用氣體分子在特定近紅外波長的吸收特性，通過激光穿過氣體時被吸收的光強衰減量計算氣體濃度。

　　基于TDLAS原理下的三大優勢：

　　• 長期穩定性好：無消耗器件，無化學反應副產物積累，避免了基線漂移等問題；

　　• 抗干擾性強：通過檢測水分子在特定波長(如1392 nm)下的吸收光譜，具有很高的氣體選擇性；利用窄線寬激光，能夠分辨不同氣體的吸收峰，避免交叉干擾；

　　• 測量精度高：直接測量水分子含量，避免由露點與水含量非線性關系引起的換算誤差。

　　04.四方光電激光露點儀“強勢來襲”

　　四方光電基于TDLAS技術，推出激光露點儀Gasboard-2503-H2O，適用于鋰電池車間露點監控。

　　該系列有通氣式、擴散式兩種規格；采用模塊化設計，安裝方便；能通過串口通訊對產品進行校準、標定等操作；內置高精度溫度傳感器，配合溫度補償算法可有效抑制溫漂，可在惡劣工況、復雜氣體環境下穩定工作。

　　編輯：Yimo

　　校對：Daniel
　　審核：肖進華