为“锂”护航，锂电池制造注液工序中的氢氟酸HF检测！

锂电池行业快速发展
电池生产工序复杂

近年来，我国新能源汽车行业发展迅速，新能源汽车的产量和市场占有率都有了显著的提高。作为新能源汽车的核心零部件，锂电池行业也得到了快速发展。

但由于锂电池生产企业对锂电池生产过程中的安全问题存在认识不足，忽视了对锂电池的气体火灾、爆炸危险性的认识，因此造成了行业内多起严重安全事故。

锂电池主要由正极、负极、电解液和隔膜四个部分组成。

01
正极
正极材料是锂电池的重要部分，它不仅作为电极材料参与电化学反应，还要作为锂离子源。在设计和选取锂离子电池正极材料时，要综合考虑比能量、循环性能、安全性、成本及其对环境的影响。常用的正极材料有氧化还原电位较高的过渡金属氧化物，如LiMO2，其中M是Mn、Co、Ni中的一种或几种。

02
负极
负极材料是可嵌锂脱锂的活性材料，如石墨、Si、Sn合金等。这些材料具有较低的氧化还原电位，能够在电池充电时接受从正极通过电解液传递的锂离子，并将其嵌入到自身的结构中。

03
电解液
电解液是锂电池正负极之间的传输媒介，一般为溶有锂盐的碳酸酯类有机溶剂，锂盐主要有LiPF6、LiClO4等。电解液在电池中起着传输锂离子的作用，它不仅为锂离子提供了从正极到负极的通道，同时也为电子提供了从正极到负极的通道。

04
隔膜
隔膜是具有一定孔隙率且电子绝缘的微孔薄膜，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）。它主要起着分离电池正负极的作用，避免正负极接触而发生短路。当电池内部由于某种原因（如短路）温度升高到超过隔膜耐受温度时，常用的PP/PE会融化，封闭孔隙以阻止Li+通过，防止电池燃烧爆炸。

在电池的工作过程中，充电时正极的Li+和电解液中的Li+向负极聚集，得到电子，被还原成Li镶嵌在负极的碳素材料中。放电时镶嵌在负极碳素材料中的Li失去电子，进入电解液，电解液内的Li+向正极移动。

锂电池的生产工艺流程基本如下：

锂电池制造电解液注入工序
副产气体氢氟酸HF图片
随着我国新能源电动汽车行业发展对锂电池的需求不断增长，行业中的安全问题也成为人们关注的焦点，对危险气体浓度进行安全检测也成为了行业关注的焦点。
在锂电池烘箱涂布阶段，尤其是检测NMP（N-甲基吡咯烷酮）气体，理研计器有着成熟的气体检测经验，高温溶剂气体直接检测，无需采样与预处理。

高温溶剂气体浓度检测，理研计器助力锂电池生产线气体安全！

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锂电池电解液注液工序
——防控含氟电解质生产使用环节的HF中毒风险

锂电池在制备过程中，需向电池内部注入电解液，在此工艺中会使用或产生可燃、有毒的气体，一旦超过这些气体的安全浓度时，人员和设备将处于危险之中。
锂离子电池组件电解液填充过程气体在线监测解决方案

之前的文章已经详细介绍了在锂电池电解液填充过程中一些常见溶剂气体的相关气体检测方案。

电解液主要由三部分组成，主要为溶剂、锂盐、添加剂。溶剂占约80%~85%；锂盐占10%~15%；添加剂5%上下。但三种原材料的成本占比则完全不同，最核心的锂盐占比最高，现阶段能达到50%~60%左右；添加剂10%~20%之间；溶剂则为25%左右。

其中，锂盐中常含有的元素有LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiAsF6等，六氟磷酸锂（LiPF6）就是其中常见的化学物质，当六氟磷酸锂与水反应时会产生一系列的化学变化和反应，产生各种副产物，其中HF(氢氟酸)就是其中一种副产有害气体。

HF是一种强酸，具有强烈的腐蚀性和毒性，剧毒，对皮肤、眼睛和呼吸系统都有强烈的刺激作用。氟化氢是无色、不可燃气体，在空气中只要超过3ppm就会产生刺激的味道可溶于水生成氢氟酸，溶解过程会释放大量的热，能够与很多金属发生化学反应产生氢气，存在燃爆风险。

根据GBZ230—2010《职业性接触毒物危害程度分级》的划分，氟化氢属于高度危害介质。

氢氟酸在中国化学品管理名录中的表现也没有让我们失望，危化品、重点监管（首批）、高毒，每一个标签都让我们望而生畏。
虽然氢氟酸是“弱酸”，但我们要明白，酸的“强弱”指的是在水中能否完全电离，它的强弱与杀伤力没有太大关系。氢氟酸对人的毒性在无机酸里是数一数二的强啊！

在锂电池生产制造中，氢氟酸HF的产生主要是由于电解过程中阳极发生的氧化反应，导致氟离子被氧化成氟气体，再与水反应生成氢氟酸HF。

除了对作业环境和作业人员健康造成影响外，HF还会对电解设备产生严重的腐蚀作用，HF会与电池中众多物质如SEI主要成分反应，破坏SEI膜，影响电解液的性能和稳定性，从而影响整个电解过程的效率和产品质量。
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总的来说，六氟磷酸锂与水反应的过程中产生的化学变化和反应需要引起人们的重视，需要进行专业的HF气体检测设备进行有毒气体检测。

为防止锂电池生产工艺中
副产气体HF引发的危险
我们应采取哪种气体监测方案？

实际案例
日本某知名汽车厂商在工厂电极蚀刻工程中，因与空气中的水分反应而产生HF；在电解液注入工程中与空气中的水分发生反应产生HF，因此向理研计器订购多台GD-70D检测HF泄漏浓度。

氟化氢的浓度检测工作必须做好、做到位，同时为避免因过量的氟化氢遇水蒸气而形成氢氟酸，应在现场环境中安装气体检测仪，实时检测氟化氢气体浓度，以便更有效管控氟化氢气体。

作为一家专业的气体检测设备生产制造厂商，理研计器本着“科技、质量、创新、发展”的理念, 坚持以技术为核心, 以创新为动力，以满足客户需求为导向，致力于向行业用户提供完善的气体检测解决方案。

理研计器 “GD-70D”在线式气体检测仪

理研计器固定式HF气体检测仪GD-70D，适用于各种环境中的气体浓度和泄露实时准确检测，采用进口传感器技术，响应速度快，测量精度高，稳定性和重复性好等优点：

● 实时在线检测及现场声光报警；

● 对危险现场的作业安全起到了预警作用；

● 具有信号稳定，精度高，重复性好等优点；

● 可以同时实现现场报警和远程监控，报警功能；

SC-8000便携式气体检测仪
SC-8000便携式气体检测仪，是一款反应迅速、检测精准的气体检测仪，可用于工业生产环境下的气体巡查、测漏等，防患于未然。自带内置采样泵，采样速度快，流量大，独特的设计，外形小巧易携带，外壳采用高强度特殊材料，可以满足于各种环境和场合的作业。
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总体而言，锂电池生产车间安装气体检测仪是出于安全、生产效率和环境保护等多方面的考虑。通过实时监测车间内的气体环境，可以及时发现并处理潜在的安全隐患，确保生产过程的顺利进行，同时也可以保护环境，实现可持续发展。因此，锂电池生产车间安装气体检测仪是非常必要的。

锂电池厂涉及的危险气体较多，除了上文介绍的HF气体，可能会存在氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、苯和甲苯等有机气体以及氯化氢、氟化氢等有毒气体，有些既属于可燃易爆气体，又属于有毒有害气体的情况，如果有人员接触的情况存在时，应当先按照有毒有害气体的职业接触限值来设置相应的报警值。

安全生产是关系人民群众生命财产安全的大事，是经济社会协调发展的标志。在生产过程中，通过安装气体检测报警装置，时刻检测有毒有害气体泄漏浓度，将风险隐患控制在源头。
理研计器拥有600多种气体传感器和100多种气体探测器。未来，我们仍将不断开发新产品、研发各项新功能，使得气体检测仪在应用上更先进、更适合日新月异的市场环境，致力于为用户提供一个可靠、准确、安全的气体检测方案。

理研计器必将在未来气体产业的生命安全画卷中，添上浓墨重彩的一笔，守护人们的幸福生活，为生产和生活不断创造新价值！为用户选配适合原理的检测仪，用成熟的工艺完善气体检测系统。