日本新宇宙COSMOS產(chǎn)品在鋰電池行業(yè)的應(yīng)用-江西江崎介紹

01鋰電池行業(yè)現(xiàn)狀

   海關(guān)總署數(shù)據(jù)顯示，2023年中國(guó)電動(dòng)載人汽車、鋰電池和太陽(yáng)能電池等“新三樣"產(chǎn)品合計(jì)出口1.06萬億元，*突破萬億元大關(guān)；國(guó)家工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)顯示，2023年全國(guó)鋰電池總產(chǎn)量超過940GWh，同比增長(zhǎng)25%，行業(yè)總產(chǎn)值超過1.4萬億元。2023年我國(guó)鋰電池出口總額達(dá)到4574億元，同比增長(zhǎng)超過33%，在“新三樣"出口中占比高達(dá)到43.15%；中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，2023年，全球儲(chǔ)能電池出貨量為173GWh（以終端口徑統(tǒng)計(jì)），同比增長(zhǎng)60%，其中中國(guó)儲(chǔ)能電池出貨約159GWh，占比92%。并且，2024年中國(guó)鋰電池市場(chǎng)出貨量預(yù)計(jì)將超1100GWh，同比增長(zhǎng)超27%，正式進(jìn)入TWh時(shí)代。其中動(dòng)力電池出貨量超820GWh，同比增長(zhǎng)超20%；儲(chǔ)能電池出貨量超200GWh，同比增長(zhǎng)超25%。

動(dòng)力鋰電池

   動(dòng)力鋰電池是以鋰離子電池為材料的一種高能量密度的、能夠儲(chǔ)存電能并可再充電的、為汽車或電動(dòng)工具供應(yīng)動(dòng)力的裝置。從不同技術(shù)路線來看，根據(jù)正極材料的不同，動(dòng)力鋰電池可分為三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池;根據(jù)封裝方式的不同，動(dòng)力鋰電池可分為軟包電池、方形電池和圓柱電池;根據(jù)電解質(zhì)的不同，動(dòng)力鋰電池可分為液態(tài)電池、固態(tài)電池。動(dòng)力鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域主要包括電動(dòng)汽車、電動(dòng)兩輪車、電動(dòng)船舶、無人機(jī)等。

    近年來，我國(guó)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)能快速擴(kuò)張，截至2023年6月，我國(guó)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)能已達(dá)1860GWh/年，尤其是在新能源汽車產(chǎn)銷大幅上漲及動(dòng)力鋰電池出口增加的牽引下，動(dòng)力鋰電池銷量及裝車量仍將呈持續(xù)上升趨勢(shì)。

02鋰電池行業(yè)安全對(duì)策

 隨著新能源汽車的普及，其使用的動(dòng)力電池的安全可靠性受到廣泛重視，尤其是導(dǎo)致動(dòng)力電池頻繁起火的熱失控問題，已然令不少用戶聞風(fēng)喪膽。根據(jù)應(yīng)急管理部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2023年第一季度自燃率上漲了32%，平均每天就有8輛新能源車發(fā)生火災(zāi)（含自燃）。按照燃油車的保有量為3.95億輛，而新能源汽車為891.5萬輛計(jì)算，燃油車的季度起火率為萬分之0.46，而新能源汽車的季度起火率為萬分之0.72。新能源汽車今年一季度起火率是燃油車的1.54倍。

  鋰電池?zé)崾Э?nbsp; 

   熱失控是一種劇烈發(fā)生、危害性高，帶有鼓包，脹氣，膨脹甚至爆炸過程的現(xiàn)象，引發(fā)因素較多，包括短路、高溫、擠壓、針刺等。鋰電池內(nèi)部變化隨溫度升高產(chǎn)生不同影響，在高溫作用下，電池中的電解液、隔膜、流體都處于不穩(wěn)定狀態(tài)，如果與氧氣接觸則可能伴隨劇烈燃燒從而引起電池爆炸，對(duì)于人員可能產(chǎn)生重大損失。搭載了鋰電池的純電動(dòng)汽車在熱失控后釋放出熱量，短時(shí)間內(nèi)造成短路引發(fā)起火，且電池內(nèi)部的起火會(huì)引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致車內(nèi)人員逃生的時(shí)間變得十分倉(cāng)促。此外，鋰電池的起火也更具危險(xiǎn)性，一方面，火場(chǎng)溫度高，即使火勢(shì)熄滅后，也需要大量的水降溫；另一方面，鋰電池受破壞后具有復(fù)燃危險(xiǎn)。

   COSMOS鋰電池行業(yè)應(yīng)用 

  無論是動(dòng)力鋰電池的下游應(yīng)用，還是生產(chǎn)制造的過程，其安全保障無疑是決定今后鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈能否行穩(wěn)致遠(yuǎn)的關(guān)鍵之一。COSMOS一直致力于鋰電池行業(yè)氣體檢測(cè)產(chǎn)品的研發(fā)與試驗(yàn)，應(yīng)對(duì)鋰電池?zé)崾Э氐囊谎趸紓鞲衅鳛殡妱?dòng)汽車的行駛安全保駕護(hù)航，另外，可在高溫環(huán)境下直接對(duì)NMP廢氣進(jìn)行在線檢測(cè)的直插式氣體探測(cè)器KD-12HT、搭載有內(nèi)置泵可檢測(cè)爐內(nèi)高溫殘留、尾排中微量NMP氣體的PD-12系列、以及可在生產(chǎn)環(huán)境中檢測(cè)鋰電池電解液DMC（DEC）、NMP微量泄漏的KD-12S系列等也已廣泛應(yīng)用于各大小鋰電池制造企業(yè)。     

 應(yīng)對(duì)鋰電池?zé)崾Э匕踩詥栴}：

一氧化碳傳感器

    動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э刂嗅尫诺臍怏w主要有CO2、CO和H2，這些氣體來自活性物質(zhì)、電解液和粘結(jié)劑的分解；熱失控中正極會(huì)發(fā)生分解釋放O2，這些O2與空氣中的O2會(huì)與電解液發(fā)生反應(yīng)，生成CO2和CO，隨著O2消耗，CO2的濃度也逐漸降低，CO的濃度隨著O2的消耗也逐漸提高；此外，還有少量CO2在滿電態(tài)的負(fù)極表面發(fā)生還原生成CO。通過集成溫度、煙霧、CO氣體和電解液揮發(fā)氣體等多種探測(cè)傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池?zé)崾Э囟喾N狀況的探測(cè)。

應(yīng)對(duì)鋰電池?zé)崾Э?/p>

1.超長(zhǎng)壽命10年

2.可電池驅(qū)動(dòng)

3.對(duì)一氧化碳選擇性

4.對(duì)一氧化碳具有很高的線性輸出特性校準(zhǔn)簡(jiǎn)便易行

電極片涂布過程中的氣體檢測(cè)：KD-12HT

      漿料中的溶解劑NMP氣體在高溫烘烤過程中易發(fā)生爆炸，需要進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。NMP氣體比較特殊，常溫常態(tài)下為液態(tài)，使用氣體采樣方案不適合此工況。COSMOS開發(fā)了能夠在高溫環(huán)境下直接進(jìn)行檢測(cè)的探測(cè)器KD-12HT直插式氣體探測(cè)器,可在160℃高溫環(huán)境下直接檢測(cè)。

型號(hào):KD-12HT系列

1.檢測(cè)NMP氣體

2.量程0-100%LEL

3.準(zhǔn)確檢測(cè)爐內(nèi)的濃度

4.傳感器能夠在160°C環(huán)境下工作

5.一目了然的顯示氣體濃度和報(bào)警狀態(tài)

6.一根磁棒即可，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行各種調(diào)整操作

7.顯示部可左右旋轉(zhuǎn)90度(KD-12HT-TL共通)

漿料攪拌工藝及生產(chǎn)環(huán)境中的氣體檢測(cè)：PD-12&KD-12S系列

 PD-12系列搭載內(nèi)置泵，可檢測(cè)爐內(nèi)高溫殘留、尾氣排放的微量NMP氣體、微量檢測(cè)；KD-12S系列可在生產(chǎn)環(huán)境中檢測(cè)鋰電池的電解液DMC（DEC）、NMP的微量泄漏。

 鋰電池充放電過程中的氣體檢測(cè)：PS-7

鋰電池在出貨前需對(duì)其進(jìn)行充放電測(cè)試，此過程中會(huì)產(chǎn)生氫氣，另外主流的三元鋰電池用的電池液檢測(cè)，催化物在充電過程中還有氟化氫氣體產(chǎn)生，需要檢測(cè)。

    隨著儲(chǔ)能技術(shù)的更新迭代、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈的日益完善，以鋰電池儲(chǔ)能為代表的新型儲(chǔ)能必將成為我國(guó)現(xiàn)代能源體系中保障安全供應(yīng)、實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要形式。未來，COSMOS也將根據(jù)不斷變化的市場(chǎng)需求，積極助力新型儲(chǔ)能的多場(chǎng)景應(yīng)用，共同推動(dòng)鋰電池新能源產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量健康可持續(xù)發(fā)展。