Como monitorar ambientes com umidade ultrabaixa para segurança e rendimento
O lítio é um metal alcalino fascinante. Ele é encontrado amplamente na crosta terrestre, onde normalmente ocorre em baixos níveis de dispersão em minerais pegmatíticos (materiais ígneos cristalinos grosseiros), granito e em depósitos de argila e fontes aquosas. Isso pode dificultar a mineração ou a extração. No entanto, uma vez que esse metal macio de cor prata tenha sido processado e convertido em diferentes compostos, ele oferece uma série de propriedades exclusivas. Como estearato de lítio, ele é usado como espessante em graxas industriais; como óxido de lítio, é usado na fabricação de esmaltes de cerâmica; e, na forma de sais de lítio, é usado como aditivo em medicamentos antidepressivos.
O lítio é provavelmente mais conhecido por seu uso em baterias de íons de lítio (Li-ion), onde sua baixa massa atômica, alto potencial elétrico e excelente carga - e relação potência-peso - oferecem vantagens consideráveis sobre outras tecnologias de bateria. Como resultado, as baterias de íons de lítio são agora amplamente usadas em telefones celulares, laptops e veículos elétricos.
Umidade e lítio não se misturam!
Uma das propriedades do lítio é que ele é potencialmente explosivo se entrar em contato com a água. A reação subsequente é exotérmica e libera hidróxido de lítio, que é solúvel, e hidrogênio, que é liberado como gás e é extremamente inflamável. Isso pode ser um desafio em potencial para os fabricantes de baterias e, dependendo da escala de produção, requer o uso de câmaras ambientais seladas, porta-luvas ou grandes salas anidras ou secas.
Se a umidade, mesmo em baixas concentrações, estiver presente durante a fabricação da bateria, há o risco de formação de corrosão nas superfícies metálicas, inclusive nos componentes da bateria e nos equipamentos de produção. A umidade também pode afetar as propriedades químicas e físicas dos eletrólitos e separadores, causando defeitos nos produtos acabados.
A criação de uma instalação de fabricação adequada com salas anidras requer atenção meticulosa aos detalhes para garantir que níveis ultrabaixos de umidade sejam alcançados e mantidos com segurança. Normalmente, isso exigirá uma umidade relativa abaixo de 1% ou um ponto de orvalho de pelo menos -40 °C ou menos, o que equivale a apenas 0,15 g de umidade em cada quilo de ar seco.
Se a operação de produção for totalmente automatizada, o estabelecimento desse tipo de ambiente poderá ser feito com relativa facilidade. No entanto, as coisas se tornam muito mais complexas se houver necessidade de a equipe de laboratório, produção ou manutenção entrar na área, se houver vários pontos de acesso para transportadores ou outros equipamentos, ou se ocorrerem vazamentos nos sistemas de manuseio de fluidos.
As salas de produção de baterias anidras serão equipadas com desumidificadores e secadores para criar um fluxo constante e positivo de ar seco. Igualmente importante é o uso de instrumentos confiáveis de medição do ponto de orvalho, para fornecer monitoramento contínuo das condições ambientais, a fim de garantir níveis ideais de segurança e melhorar o rendimento do produto. Observe que o ponto de orvalho é o método preferido para medir a concentração de vapor de água, pois os analisadores de umidade relativa não são suficientemente sensíveis para detectar mudanças extremamente pequenas nas condições ambientais, o que pode ter um impacto desproporcional na qualidade da produção.
Normalmente, os sensores de ponto de orvalho são instalados nos principais estágios da operação de produção. Isso inclui o monitoramento do desempenho dos secadores, onde os sensores são normalmente instalados na saída das torres de PSA ou dos cartuchos de membrana, bem como nas linhas de suprimento de gás, nas áreas de trabalho e nos dutos de ventilação e exaustão.
Detecção e medição de níveis extremamente baixos de umidade
Duas das tecnologias mais eficazes para medir níveis ultrabaixos de umidade são os analisadores e transmissores de espelho resfriado que usam sensores de filme espesso ou de óxido metálico de cerâmica.
Os analisadores de espelho resfriado representam o padrão ouro. Por exemplo, nosso higrômetro de espelho resfriado de precisão S8000 pode medir o ponto de orvalho até -60 °Cdp, enquanto o A versão S8000 RS pode ser usada em aplicações até -90 °Cdp; ambos os instrumentos têm uma precisão de ±0,1 °Cdp, repetibilidade de 0,05 °C, desvio zero e opções avançadas de comunicação para integração com sistemas de análise e controle em toda a planta.
Para aplicações menos exigentes, ou quando os orçamentos são limitados, higrômetros de ponto de orvalho de filme espesso robustos e confiáveis, como o nosso transmissor de ponto de orvalho de instalação rápida SF82, ou o nosso transmissor de ponto de orvalho de cerâmica de óxido metálico Easidew, podem oferecer opções econômicas. Eles são ideais para uso em secadores, áreas de produção, câmaras ambientais e sistemas de ventilação, onde oferecem uma combinação de resposta rápida, precisão e repetibilidade com uma ampla gama de opções.
Em todo o processo, fornecemos suporte técnico e de aplicação abrangente, além de serviços de calibração, reparo e troca de sensores.
Com mais de 40 anos de experiência no desenvolvimento de instrumentos de precisão inovadores, somos especialistas em medições de ponto de orvalho e umidade para todas as aplicações de fabricação de baterias. Se quiser discutir seus requisitos, contate nossa equipe hoje mesmo.
O lítio tem apenas três prótons em seu núcleo e um elétron externo muito frouxo. Isso o torna relativamente instável e fácil de ionizar. Mas como ele é formado?
De acordo com um estudo recente da NASA (Agência Espacial Norte-Americana), grande parte do elemento foi formada logo no início do nosso universo, durante o que ficou conhecido como "Big Bang". De um mar de prótons e nêutrons, formaram-se inicialmente os elementos hidrogênio, hélio e uma quantidade minúscula de berílio-7. O berílio-7 tinha meia-vida curta e decaiu rapidamente; ao fazê-lo, capturou um elétron extra para formar o estável lítio-7.
O lítio também é formado por colisões entre raios cósmicos de alta energia que colidem com átomos de elementos pesados, que se fragmentam para formar o lítio, juntamente com outros elementos mais leves.
O estudo da NASA também descobriu, pela primeira vez, que o lítio é formado pelas próprias estrelas. Quando uma estrela morre, ela pode entrar em colapso e se transformar em uma anã branca. Esse é um corpo pequeno com uma massa extremamente densa, que consiste principalmente de átomos de carbono e oxigênio. Se a anã branca for orbitada por uma estrela ativa, a estrela anã mais densa atrairá lentamente matéria para sua superfície até atingir o ponto em que ocorre uma reação nuclear, levando a uma explosão que ejeta matéria no espaço e, posteriormente, forma uma nova. Essa matéria pode incluir o berílio-7, que se decompõe para formar o lítio-7.
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