Mens gennembrud inden for batteridrevne produkter og løsninger kan skabe overskrifter, arbejder en tavs helt flittigt bag kulisserne for at sikre batteriets bevarelse og effektivitet – Karl Fischer-titratoren.

Mens Karl Fischer (KF)-titrering udråber som mester i kvalitetskontrol af batteriproduktion, understøtter teknikker som Loss-on-Drying (LOD) og Thermogravimetric Analysis (TGA) dens hovedmission om omhyggeligt at måle vandindholdet i batterimaterialer og elektrolytter.

Forringelse af ydeevnen:

Vand reagerer med elektrolyttens ledende salt (som LiPF₆), som nedbryder elektrolytten og kan starte dannelsen af flussyre. Det resulterende hydrogenfluorid (HF) kan derefter angribe og korrodere batterimaterialerne, hvilket reducerer ydeevnen og potentielt farlige forhold.

Sikkerhedsrisici:

Under normal drift genererer batterier en lille mængde varme på grund af bevægelsen af elektroner mellem anoden og katoden. Men hvis interne komponenter, såsom termiske sensorer eller beskyttelseskredsløb, svigter på grund af fugt eller nedbrydning af disse komponenter af HF, kan der opstå en farlig situation kaldet termisk løbsk.

Termisk løb er en farlig tilstand, der opstår, når temperaturen i battericellen eskalerer ukontrollabelt og potentielt forårsager brand eller endda eksplosion. 

Lad os nedbryde, hvordan det kan ske. Processen starter ved en tilsyneladende lav temperatur på 80 °C, hvor det beskyttende lag på anoden (Solid Electrolyte Interface eller SEI) begynder at nedbrydes i en reaktion, der frigiver varme og udløser følgende kædereaktion:

• Når temperaturen stiger mellem 100 ° C og 120 ° C, begynder elektrolytten selv at nedbrydes og frigiver forskellige gasser, der kan bidrage til en forestående eksplosion, såsom CO, CO₂, CH₄, C₂H₄, H₂

• Situationen bliver endnu mere kritisk mellem 120 °C og 130 °C, når separatorkomponenten smelter, hvilket forårsager en intern kortslutning, der yderligere fremskynder varmeudviklingen.

• Når temperaturen når 150 ° C, reagerer katoden med elektrolytten, genererer ilt og driver cellen mod fuldstændig svigt.

• Hvis den ikke kontrolleres, og temperaturen overstiger 180 ° C, bliver reaktionen selvbærende. Den resulterende producerede ilt føder yderligere nedbrydningsprocessen, hvilket skaber et farligt løbsk scenario, hvor temperaturen stiger hurtigt og kan føre til en batteribrand eller eksplosion.

Som du kan se, kan selv små spor af vand antænde en katastrofal og farlig situation, hvilket fremkalder behovet for omhyggelig inspektion. Indtast Karl Fischer-titrering – vores pålidelige hjælp til præcis måling og styring af vandindholdet i lithium-ion-materialer, hvilket sikrer, at minimal fugt når den endelige celle.

• Afbødning af elektrolytnedbrydning: Kontrolleret vandindhold beskytter mod elektrolytnedbrydning. Opretholdelse af optimal kapacitet og strømforsyning betyder forbedret batteriydelse og forlængede brugscyklusser mellem opladninger.

• Reduceret intern modstand: Batterier, der oplever mindre intern modstand, har højere effektivitet og samlet ydeevne, dvs. dit elektriske køretøj kører længere på en enkelt opladning (dæmper rækkeviddeangst og understøtter bæredygtighed).

• Reducerende bivirkninger: Den kombinerede dygtighed af KF-titrering, LOD og TGA minimerer sikkerhedsrisici som følge af vandinducerede bivirkninger, herunder flygtige og farlige hændelser. Denne strenge tilgang fremmer pålidelig og sikker batteridrift til forskellige applikationer.