氧气和水分含量监测:
使用高精度的氧分析仪和水分仪,实时在线监测手套箱内的氧气和水分含量。一般锂电池制造用手套箱,要求氧气和水分含量均低于 1ppm,可设置报警阈值,当含量超过正常范围时及时报警,以提示操作人员采取相应措施。
温度和湿度监测:
在手套箱内安装温度和湿度传感器,实时监测并记录箱内温湿度数据。通常锂电池生产过程中,手套箱内温度需保持在 20℃-30℃,湿度波动范围控制在 ±5% RH 以内,确保温湿度变化不会对电池材料和生产工艺产生不利影响。
压力监测:
安装压力传感器监测手套箱内压力,一般手套箱需保持微正压,压力范围在 50Pa-200Pa 之间,防止外界空气进入。若压力出现异常波动,可能意味着箱体密封有问题或气体供应系统故障。
气体循环系统监测:
观察气体循环泵的运行频率、电流、电压等参数是否稳定,检查气体过滤器前后的压力差,判断过滤器是否堵塞。若循环泵运行异常或过滤器堵塞,会影响气体循环和净化效果,进而影响手套箱稳定性。
净化系统监测:
关注净化系统中吸附剂的工作状态,可通过检测净化后气体的纯度来判断吸附剂是否失效。例如采用催化氧化法除氧的净化系统,可检测催化剂的活性,若活性降低,需及时更换或再生,以确保净化系统正常运行。
密封性能监测:
定期进行氦质谱检漏或压降测试。氦质谱检漏可检测出微小泄漏点,压降测试则通过观察一段时间内箱内压力下降情况判断密封性能。若手套箱 24 小时内压力下降超过10%,则可能存在密封问题。
手套完整性监测:
可采用手套泄漏检测装置,定期对手套进行充气检测,观察手套是否有漏气现象。若发现手套有破损,应及时更换,以防止外界空气进入箱内。
工艺过程测试:
通过模拟锂电池制造中的典型工艺操作,如电极涂布、电池组装等,观察手套箱内环境参数和设备运行情况,确保在实际生产过程中手套箱能保持稳定。例如在模拟电极涂布过程中,监测浆料的稳定性和涂布质量,判断手套箱环境是否对工艺有影响。
数据记录与分析:
利用数据采集系统对手套箱的各项监测数据进行长期记录和存储,通过数据分析软件绘制趋势图、进行统计分析等,观察参数的变化趋势和波动情况。若发现某些参数出现周期性或异常波动,可深入分析原因并及时解决。
校准与验证:
定期对监测设备和传感器进行校准,确保其测量数据的准确性和可靠性。同时,可采用标准气体或标准样品对整个监测系统进行验证,检查监测结果是否与标准值相符。