Wie man in Umgebungen mit extrem niedriger Luftfeuchtigkeit Sicherheit und Ertrag überwacht
Lithium ist ein faszinierendes Alkalimetall. Es ist in der Erdkruste weit verbreitet, wo es normalerweise in geringen Mengen in pegmatitischen (grobkristallinen eruptiven Materialien) Mineralien, Granit und in Tonlagerstätten und wässrigen Quellen vorkommt. Daher kann es schwierig sein, es abzubauen oder zu gewinnen. Sobald dieses weiche, silberfarbene Metall jedoch verarbeitet und in verschiedene Verbindungen umgewandelt wurde, bietet es eine Reihe einzigartiger Eigenschaften. Als Lithiumstearat wird es als Verdickungsmittel in Industriefetten verwendet, als Lithiumoxid kommt es bei der Herstellung von Töpferglasuren zum Einsatz, und in Form von Lithiumsalzen wird es als Zusatzstoff in antidepressiven Medikamenten verwendet.
Lithium ist wahrscheinlich am bekanntesten für seine Verwendung in Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion-Batterien), wo seine geringe Atommasse, sein hohes elektrisches Potenzial und sein hervorragendes Verhältnis von Ladung und Leistung zu Gewicht erhebliche Vorteile gegenüber anderen Batterietechnologien bieten. Infolgedessen werden Lithium-Ionen-Batterien heute in großem Umfang in Mobiltelefonen, Laptops und Elektrofahrzeugen eingesetzt.
Feuchtigkeit und Lithium vertragen sich nicht!
Eine der Eigenschaften von Lithium ist, dass es explosiv ist, wenn es mit Wasser in Kontakt kommt. Bei der anschließenden exothermen Reaktion werden Lithiumhydroxid, das löslich ist, und Wasserstoff freigesetzt, der als Gas abgegeben wird und hochentzündlich ist. Dies kann für die Hersteller von Batterien eine potenzielle Herausforderung darstellen und erfordert je nach Umfang der Produktion den Einsatz von abgedichteten Umweltkammern, Handschuhkästen oder großen wasserfreien oder trockenen Räumen.
Wenn bei der Batterieherstellung Feuchtigkeit, selbst in geringer Konzentration, vorhanden ist, besteht die Gefahr der Korrosionsbildung auf Metalloberflächen, einschließlich Batteriekomponenten und Produktionsanlagen. Feuchtigkeit kann auch die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Elektrolyten und Separatoren beeinträchtigen, was zu Mängeln an den fertigen Produkten führen kann.
Die Einrichtung einer geeigneten Produktionsanlage mit wasserfreien Räumen erfordert viel Liebe zum Detail, um sicherzustellen, dass eine extrem niedrige Luftfeuchtigkeit erreicht und dann sicher aufrechterhalten wird. In der Regel erfordert dies eine relative Luftfeuchtigkeit von unter 1 % oder einen Taupunkt von mindestens -40 °C oder niedriger, was nur 0,15 g Feuchtigkeit in jedem Kilo trockener Luft entspricht.
Ist der Betrieb voll automatisiert, ist die Schaffung einer solchen Umgebung relativ einfach zu bewerkstelligen. Weitaus komplizierter wird es jedoch, wenn Labor-, Produktions- oder Wartungspersonal den Bereich betreten muss, wenn es mehrere Zugänge zu Förderanlagen oder anderen Geräten gibt oder wenn Leckagen in Fluidhandlingsystemen auftreten.
Die Produktionsräume für wasserfreie Batterien werden mit Entfeuchtern und Trocknern ausgestattet, um einen gleichmäßigen und positiven Strom trockener Luft zu erzeugen. Ebenso wichtig ist der Einsatz von zuverlässigen Taupunkt-Messgeräten, die eine kontinuierliche Überwachung der Umgebungsbedingungen ermöglichen, um ein optimales Sicherheitsniveau zu gewährleisten und die Produktausbeute zu verbessern. Beachten Sie, dass der Taupunkt die bevorzugte Methode zur Messung der Wasserdampfkonzentration ist, da die Messgeräte für die relative Luftfeuchtigkeit nicht empfindlich genug sind, um extrem kleine Änderungen der Umgebungsbedingungen zu erkennen, die sich unverhältnismäßig stark auf die Produktionsqualität auswirken können.
In der Regel werden Taupunktsensoren in wichtigen Phasen des Produktionsbetriebs installiert. Dazu gehört die Überwachung der Leistung von Trocknern, wo die Sensoren normalerweise am Auslass von PSA-Türmen oder Membrankartuschen angebracht werden, sowie von Gasversorgungsleitungen, Arbeitsbereichen und Belüftungs- und Abluftkanälen.
Erkennung und Messung extrem niedriger Luftfeuchtigkeitswerte
Zwei der effektivsten Technologien zur Messung extrem niedriger Feuchten sind Taupunktspiegel-Analysatoren und Messumformer, die entweder Dickschicht- oder keramische Metalloxidsensoren verwenden.
Taupunktspiegel-Analysatoren stellen den Goldstandard dar. Zum Beispiel kann unser S8000 Precision Taupunktspiegel, Hygrometer den Taupunkt bis -60 °Cdp messen, während der S8000 RS Version in Anwendungen bis -90 °Cdp eingesetzt werden kann; beide Geräte haben eine Genauigkeit von ±0,1 °Cdp, Wiederholbarkeit innerhalb von 0,05 °C, Null-Drift und erweiterte Kommunikationsoptionen für die Integration in anlagenweite Analyse- und Kontrollsysteme.
Für weniger anspruchsvolle Anwendungen oder bei begrenztem Budget können robuste und zuverlässige Dickschicht-Taupunkt-Hygrometer, wie unser schnell zu installierender SF82 oder unser Easidew keramischer Metalloxid-Transmitter, kostengünstige Optionen bieten. Diese sind ideal für den Einsatz in Trocknern, Produktionsbereichen, Umweltkammern und Belüftungssystemen, wo sie eine Kombination aus schnellem Ansprechen, Genauigkeit und Wiederholbarkeit mit einer breiten Palette von Optionen bieten.
Wir bieten umfassenden technischen und anwendungstechnischen Support sowie Sensorkalibrierung, Reparatur- und Austauschdienste.
Mit über 40 Jahren Erfahrung in der Entwicklung innovativer Präzisionsinstrumente sind wir die Anwendungsexperten für Taupunkt- und Feuchtemessungen in allen Bereichen der Batterieherstellung. Wenn Sie Ihre Anforderungen besprechen möchten, wenden Sie sich bitte noch heute an unser Team.
Lithium hat nur drei Protonen in seinem Kern und ein sehr locker gebundenes Außenelektron. Das macht es relativ instabil und leicht zu ionisieren. Aber wie wird es gebildet?
Nach einer neuen Studie der NASA (North American Space Agency) entstand ein Großteil des Elements gleich zu Beginn unseres Universums, während des so genannten Urknalls. Aus einem Meer von Protonen und Neutronen bildeten sich zunächst die Elemente Wasserstoff, Helium und eine winzige Menge von Beryllium-7. Das Beryllium-7 hatte eine kurze Halbwertszeit und zerfiel rasch; dabei fing es ein zusätzliches Elektron ein und bildete das stabile Lithium-7.
Lithium entsteht auch durch Kollisionen zwischen hochenergetischen kosmischen Strahlen und Atomen schwerer Elemente, die dabei zerbrechen und zusammen mit anderen leichteren Elementen Lithium bilden.
Die NASA-Studie hat auch zum ersten Mal herausgefunden, dass Lithium von den Sternen selbst gebildet wird. Wenn ein Stern stirbt, kann er zu einem Weißen Zwerg kollabieren. Das ist ein kleiner Körper mit einer extrem dichten Masse, der hauptsächlich aus Kohlenstoff- und Sauerstoffatomen besteht. Wenn der Weiße Zwerg von einem aktiven Stern umkreist wird, zieht der dichtere Zwergstern langsam Materie an seine Oberfläche, bis er den Punkt erreicht, an dem eine Kernreaktion stattfindet, die zu einer Explosion führt, bei der Materie in den Weltraum geschleudert wird und eine Nova entsteht. Diese Materie kann Beryllium-7 enthalten, das zu Lithium-7 zerfällt.
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