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鋰離子電池是現(xiàn)代科技和電子設(shè)備的核心，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)汽車和可再生能源存儲系統(tǒng)等領(lǐng)域。然而，鋰離子電池在制造過程中對濕度極為敏感。這一具挑戰(zhàn)性的生產(chǎn)環(huán)境要求濕度探測儀表性能可靠，且對可能在此過程中產(chǎn)生的化學(xué)污染物具有較強(qiáng)的抵抗性。

濕度控制的重要性

干燥空氣管理，換句話說濕度控制，在鋰離子電池制造過程中至關(guān)重要。究其原因，一是為了防止出現(xiàn)可能會導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸之類危險(xiǎn)的意外化學(xué)反應(yīng)；二是有助于確保電池產(chǎn)品的質(zhì)量和性能；三是能夠節(jié)約與氣體干燥過程相關(guān)聯(lián)的工藝成本。

基于此，鋰離子電池制造過程需要在干燥室或手套箱中進(jìn)行，且必須對本地微環(huán)境進(jìn)行控制，以保證所需的生產(chǎn)條件。

露點(diǎn)是在空氣中水汽含量不變，保持氣壓一定的情況下，使空氣冷卻達(dá)到飽和時(shí)的溫度，即水蒸氣與水達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的溫度。典型的露點(diǎn)溫度范圍是-50°C至-40°C，我們通常使用露點(diǎn)來表示此場景下的水蒸汽濃度，因?yàn)樵撉榫诚驴諝庵械南鄬穸戎档陀?%。就大多數(shù)相對濕度測量儀表而言，即使它能夠?qū)@示和輸出值轉(zhuǎn)換為露點(diǎn)溫度，但缺乏具有顯著測量意義的分辨率和精度。例如，在露點(diǎn)溫度為-50°C、升高5°C達(dá)到-45°C時(shí)，其相對濕度變化僅為0.1%，而這很難與其他干擾信息區(qū)分開來。

露點(diǎn)傳感器的有效應(yīng)用

鑒于此，可以通過以下多種方式使用露點(diǎn)傳感器來實(shí)現(xiàn)有效的濕度控制：一、將露點(diǎn)測量用于監(jiān)測和控制干燥設(shè)備。在某些情況下，還能通過切換露點(diǎn)需求，提高性能并降低能耗。二、將露點(diǎn)傳感器安裝在供氣管線上每個(gè)過程的入口，可采用直接安裝或者使用采樣單元或球閥進(jìn)行安裝的方式。該傳感器能夠快速發(fā)現(xiàn)問題，并明確問題是小范圍層面抑或普遍化現(xiàn)象。三、將露點(diǎn)傳感器裝置在一般的工作區(qū)域，并且可用作環(huán)境監(jiān)測器。 

露點(diǎn)傳感器面臨的污染挑戰(zhàn)

由于生產(chǎn)過程中電解質(zhì)蒸發(fā)產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，露點(diǎn)傳感器有可能被污染。典型的鋰離子電池中的液態(tài)電解質(zhì)可由有機(jī)溶劑中的鋰鹽構(gòu)成，例如LiPF₆、LiBF₄或LiClO₄——通常為碳酸亞乙酯（EC）、碳酸二甲酯（DMC）或碳酸甲乙酯（MEC），而這些溶劑都可能會損壞露點(diǎn)傳感器。例如，當(dāng)電解質(zhì)為LiPF₆時(shí)，它將以Li⁺和PF₆^-離子的形式存在，與環(huán)境中H₂O產(chǎn)生反應(yīng)，生成氟化氫 （HF） 酸——這是一種會腐蝕電池端子之間隔離膜的強(qiáng)酸，增加短路和失火的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還可能會降低露點(diǎn)傳感器性能。

針對露點(diǎn)測量的解決方案

一般來說，用于露點(diǎn)測量的通用解決方案主要有冷鏡濕度計(jì)、氧化鋁或硅傳感器、聚合物水分傳感器。上述解決方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。

冷鏡濕度計(jì)使用光學(xué)反射來檢測反射鏡面上的冷凝溫度，雖然在實(shí)驗(yàn)室條件下非常精確，但在采樣氣體包含將進(jìn)入溶液且在鏡面上會發(fā)生冷凝的溶劑時(shí)，易受到拉烏爾（Raoult）效應(yīng)的測量誤差的影響。此外，強(qiáng)酸或強(qiáng)堿也可能損壞鏡面。

氧化鋁和氧化硅傳感器可測量極低的露點(diǎn)溫度，但需要謹(jǐn)慎監(jiān)測設(shè)備的校準(zhǔn)，因?yàn)槿魏螘箓鞲衅餮趸臍怏w都將導(dǎo)致測量值漂移。

聚合物傳感器可耐受多種化學(xué)污染物，但大多數(shù)聚合物傳感器只在一定百分比的相對濕度范圍下起作用，不適用相應(yīng)露點(diǎn)值低于-20 °C的情景。 

維薩拉精準(zhǔn)可靠的露點(diǎn)測量解決方案 

維薩拉研發(fā)的具有化學(xué)抗性的聚合物露點(diǎn)傳感器，即維薩拉DRYCAP^?傳感器，可通過主動(dòng)操作獲得長期可靠性，且測量偏差很小。

DRYCAP^?傳感器運(yùn)用自動(dòng)校準(zhǔn)功能，實(shí)現(xiàn)對傳感器精度的監(jiān)測和必要的調(diào)整。該自動(dòng)校準(zhǔn)過程基于對傳感器的短暫加熱，以及通過觀察測量的相對濕度的變化（與溫度物理相關(guān)）來實(shí)現(xiàn)。若變化與預(yù)期不符，則算法將校正傳感器的靈敏度，從而維持干燥測量條件下的準(zhǔn)確性。 

DRYCAP^?傳感器的另一個(gè)重要特性是高效的清除功能。在鋰離子制造過程中，嚴(yán)苛的化學(xué)條件將導(dǎo)致污染物（主要是來自使用的溶劑的碳?xì)浠衔铮U(kuò)散至傳感器聚合物中。傳感器受到污染后，其靈敏度會發(fā)生不可逆的變化，而這種改變最終無法通過校準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)償，并會導(dǎo)致傳感器故障。DRYCAP^?傳感器清除功能通過短暫加熱傳感器使其升溫，以清除聚合物中的易失性污染物。這項(xiàng)功能支持手動(dòng)或自動(dòng)啟動(dòng)，并且可根據(jù)操作環(huán)境靈活調(diào)整清除間隔。 

一段時(shí)間后，污染物可能會降低傳感器的靈敏度。維薩拉DRYCAP^?傳感器具有自動(dòng)清除功能，通過蒸發(fā)傳感器元件中的雜質(zhì)，以恢復(fù)其性能，同時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)可確保長期精度。

此外，維薩拉露點(diǎn)測量產(chǎn)品系列囊括了若干種針對與鋰離子電池制造相關(guān)的測量選項(xiàng)，從適用于設(shè)備制造商的小巧緊湊型變送器到具有不同選件和附件的堅(jiān)固的行業(yè)現(xiàn)場儀表，都提供了不同的輸出和安裝選項(xiàng)。同時(shí)，借助手持式設(shè)備的兼容性，現(xiàn)場抽檢和校準(zhǔn)驗(yàn)證的操作都輕而易舉。 

維薩拉露點(diǎn)變送器DMT152專為可靠測量低露點(diǎn)而設(shè)計(jì)（低至-80°C以下），它適用于半導(dǎo)體行業(yè)以及多種工業(yè)應(yīng)用場合，如純煤氣、干燥機(jī)、手套箱、干燥室、添加劑生產(chǎn)和其他需要以高精度控制濕度的應(yīng)用場合。