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Dieser Anwendungshinweis behandelt den Herstellungsprozess von Anoden- und Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien, der kritische Schritte umfasst, bei denen brennbare Komponenten vorhanden sind.
Bei der Herstellung von Kathodenelektrodenschichten enthält die Aufschlämmung, die gemischt wird, brennbare Komponenten. Potenzielle Explosionsgefahren müssen ausgeschlossen werden, indem ein übermäßiger Sauerstoffgehalt vermieden wird. Dies wird durch die Aufrechterhaltung einer inerten Atmosphäre während des Mischens und Aufladens der Elektrodenaufschlämmung erreicht.
Um Explosionsrisiken während des Mischvorgangs zu vermeiden, wird Stickstoff als Inertgas verwendet, um die Luft aus dem Behälter zu evakuieren. Für einen sicheren Betrieb ist ein Sauerstoffgehalt von weniger als 12% erforderlich. Dies kann durch wiederholte abwechselnde Zyklen von Vakuum und Stickstoffbefüllung oder durch kontinuierliches Spülen des Behälters mit Stickstoff erreicht werden. Diese Methoden garantieren jedoch keinen explosionssicheren Betrieb, und es können große Mengen an teurem Stickstoff verwendet werden.
Um Sicherheit und Kosteneffizienz bei der Inertisierung von Kathodenschlamm-Mischbehältern zu gewährleisten, bietet METTLER TOLEDO das GPro™ 500 an , ein durchstimmbares Diodenlaser-Sauerstoffspektrometer (TDL), das Sauerstoffkonzentrationen von ppm bis 100% genau misst. Das GPro 500 kann so konfiguriert werden, dass es den Installationsanforderungen der Anwendung entspricht, und nutzt die TDL-Spektrometrie zur Messung von Sauerstoff in situ durch die Installation von Sonden oder Wafern, von großen Liniengrößen bis hinunter zu 2.
Eine der Herausforderungen bei der Messung des Sauerstoffgehalts während des Mischprozesses der Elektrodenaufschlämmung ist das Vorhandensein von Kohlenstaub und kondensierenden Dämpfen im Behälter, die die Leistung des Sauerstoffanalysators beeinträchtigen können. Um dieses Problem zu lösen, kann der GPro 500 mit einem hydrophoben Filter ausgestattet werden, der den optischen Pfad des Analysators vor Staub und Dämpfen schützt und so eine langfristige Messleistung gewährleistet.
Die schnelle Reaktionszeit des Analysators ermöglicht die sofortige Meldung eines Sauerstoffüberschusses während der Inertisierung des Kathodenschlamm-Mischgefäßes, so dass sofortige Maßnahmen ergriffen werden können, um Explosionen zu verhindern.
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