鋰離子電池越來越多地被應(yīng)用于電動(dòng)汽車等高功率應(yīng)用。隨著需求持續(xù)增長，高功率電池制造商必須通過嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施確保其安全性和性能。

一種有助于質(zhì)量控制的解決方案是手持式XRF分析儀。了解它們在高功率鋰離子電池供應(yīng)鏈中的重要作用，以確保所有工藝步驟均符合合規(guī)測試標(biāo)準(zhǔn)。

Evident Vanta手持XRF分析儀

未來是電動(dòng)：用高功率鋰離子電池創(chuàng)新

憑借高能量、高電池電壓、寬工作溫度范圍和長儲(chǔ)存壽命，鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于各種電子和電氣設(shè)備中。

推動(dòng)這一普及的主要推動(dòng)力之一是全球電動(dòng)汽車產(chǎn)量的擴(kuò)大；大容量鋰離子電池預(yù)計(jì)未來將成為電動(dòng)汽車的主要?jiǎng)恿碓粗?。如今，材料供?yīng)商、高功率電池制造商和電動(dòng)汽車制造商正廣泛合作研發(fā)高能量密度的鋰離子電池。

高功率鋰離子電池在汽車行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)

然而，隨著這些創(chuàng)新的出現(xiàn)，也帶來了一個(gè)關(guān)鍵的安全隱患：鋰離子電池引發(fā)了越來越多的災(zāi)難性事故，如火災(zāi)和爆炸。通常，這些事故由內(nèi)部和外部因素共同引起：

內(nèi)部因素，如電池的材料成分或生產(chǎn)工藝，可能影響電池安全

外部因素，指的是電池使用時(shí)的惡劣環(huán)境，如過充和擠壓，可能導(dǎo)致電池膨脹、冒煙，甚至起火

大多數(shù)鋰離子電池事故由短路引發(fā)。內(nèi)部短路指的是電池內(nèi)部正負(fù)極之間意外接觸的情況。

這通常由以下原因引起：

生產(chǎn)過程中引入的金屬雜質(zhì)

切割電極金屬箔留下的毛刺

電池使用形成的鋰枝晶

擠壓及其他各種意外機(jī)械應(yīng)力

鋰離子電池失效既有直接原因，也有間接原因

手持式XRF分析儀在鋰離子電池供應(yīng)鏈中的作用

幸運(yùn)的是，手持XRF分析儀可以幫助發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題。為了體現(xiàn)它們在鋰離子電池供應(yīng)鏈中的作用，讓我們來看一個(gè)例子：

鋰電池制造商A采購了多臺(tái)Evident Vanta?手持XRF分析儀，用于分析和測試其生產(chǎn)設(shè)施中電池及電池接觸部件的關(guān)鍵原材料。

Evident Vanta手持XRF分析儀

? 合規(guī)要求 ?

根據(jù)合規(guī)要求，鋰電池電極材料中金屬元素（包括鐵、銀、鈷、鋅、銅、鎳和鉻）的濃度受到一定限制。這些限制通常為30–50 ppm，因?yàn)殇囯姵夭牧现屑词故菢O少量的異物也可能在電池使用時(shí)引發(fā)短路。

因此，制造商A的生產(chǎn)設(shè)施必須嚴(yán)格避免散落任何金屬部件，以防止金屬物體誤入電池電極材料中。

如果在制造過程中意外引入異金屬，鋰離子電池可能會(huì)爆炸

但鋰電池制造商A及該行業(yè)的其他制造商并非唯一需要測量材料中金屬異物含量的企業(yè)。

制造商A的原材料供應(yīng)商和電池制造設(shè)備供應(yīng)商也需要完成這項(xiàng)工作，確保整個(gè)供應(yīng)鏈（上下游）遵循相同的測試標(biāo)準(zhǔn)。因此，制造商A的原材料供應(yīng)商B購買了多臺(tái)手持XRF分析儀以進(jìn)行類似的質(zhì)量控制工作。

此外，設(shè)備供應(yīng)商C為制造商A提供生產(chǎn)電池材料的設(shè)備，因此制造商A也必須對(duì)這些部件進(jìn)行質(zhì)量控制測試。一個(gè)例子是葉輪葉片，如下所示。

刀片上的紅色圓圈表示供應(yīng)商C需要測試的位置。合金表面涂覆了碳化鎢。如果測試中檢測到鐵或銅等金屬元素，則測試刀片未達(dá)到要求。經(jīng)驗(yàn)表明，厚度至少50微米的碳化鎢可以滿足這些要求。

根據(jù)制造商A的要求，所有生產(chǎn)設(shè)備的表面必須涂覆厚度至少50微米的碳化鎢，以防止設(shè)備合金暴露，并避免影響鋰電池材料的純度。

供應(yīng)商C還需對(duì)購買的碳化鎢進(jìn)行合規(guī)檢查，并要求其碳化鎢供應(yīng)商D進(jìn)行同樣的檢查。此外，鋰離子電池常用的三元鋰電極材料在電池壽命結(jié)束時(shí)可以回收利用。使用手持XRF分析儀檢測和分類廢棄電池也是回收者的良好做法。