リチウム動力電池はエネルギーが高く、電池電圧が高く、動作温度範囲が広く、貯蔵寿命が長いなどの利点があるため、各種電子電気機器に広く応用されている。大容量リチウム電池は将来の電気自動車の主要な動力電源の一つとなり、近年リチウムイオン電池産業は新エネルギー自動車の生産量の下落、電池価格の持続的な低下などの悪影響を克服したが、依然として着実な発展の勢いを維持している。統計データによると、2019年の中国のリチウムイオン電池の累計生産量は157.2億匹で、前年同期比12.4%増加した。将来を展望すると、世界の新エネルギー自動車市場の長期的な好調な局面は変わらない。重要材料サプライヤー、動力電池企業と新エネルギー車企業のサプライチェーンは深く協力し、高エネルギー密度のリチウム動力電池の開発を絶えず展開している。
しかし、近年リチウムイオン電池の発火爆発などの事故が頻発しており、本質的には材料系によるものである。一般的には内部と外部の要素の2つに分けることができ、内部の要素は電池自体の材料組成、生産技術などが電池の安全性に与える影響を指す、外部要因とは、使用中にバッテリが過充電、押出などの条件の影響を受けたことによるバッテリの膨張、発煙、発火などを指す。
リチウムイオン電池の内部短絡はその安全問題の最も重要な誘因であり、ほとんどの安全問題は内部短絡によるものである。内部短絡は電池内の正負極短絡であり、一般的には生産過程で混入した金属不純物、電極金属箔による剪断時のバリ、使用過程でのリチウムデンドライトの形成及び押出等の意外な機械応力によって引き起こされる。
リチウム電池製造メーカーAは、電池の重要な原材料及び作業場接触部品サンプルの分析測定に使用するために、当社の手持ち型X線蛍光分光計を複数台購入している。リチウム電池電極材料のコンプライアンス要件には、金属元素(鉄、銀、コバルト、亜鉛、銅、ニッケル、クロム)含有量が一定の制限値を超えてはならず、通常30〜50 ppmであることが必要である。超低量の金属異物元素がリチウム電池材料に存在するため、使用中に電池が短絡する危険性がある。同時に、Aリチウム電池製造現場でも、人為的な不当な操作が電池電極材料に混入しないように、金属試料をばらばらにしてはならないことが厳格に要求されている。
リチウムイオン電池メーカーAとその同業者が異物金属含有量の検出作業を行う必要があるだけでなく、Aメーカーの原材料サプライヤー、電池製造設備サプライヤーはすべて同じタイプの作業を行う必要があり、電池サプライチェーン全体の上下流が一致した検出基準を実行することを確保する。そこで、私たちはAメーカーの原材料サプライヤーBで同様の品質管理のために複数のハンドヘルド分光計を購入しました。設備サプライヤーCはメーカーAに電池材料の生産設備を提供し、例えば攪拌羽根などもすべての設備に対して品質検査を行う必要がある。Aの要求に従って、すべての生産する設備の表面は厚さ50 umを超える炭化タングステン材料をコーティングしなければならなくて、設備の合金材料が外見に露出しないことを確保して、それによってリチウム電池材料の純度に影響します。また、設備サプライヤーCは調達した炭化タングステン材料についてもコンプライアンスの検査を行う必要があり、その炭化タングステンサプライヤーDにも同様の検査を求める。また、リチウム電池電極材料に一般的に使用されている三元リチウム電極材料については、電池廃棄後に回収再利用が可能であれば、回収業者にとって手持ち型分光計を用いて品位レベルの検出を行うことも良い選択である。そのため、次の図のフローに示すように、私たちの手持ち分光計分析器はリチウム電池製造業界のチェーンの各段階で大いに役立つことができます。



注:赤色リングは設備サプライヤーCがブレード位置を検査する必要があり、合金表面に炭化タングステンを塗布し、鉄、銅などの金属元素を含むことを検出した場合、要求に合わない。(経験により、炭化タングステンの厚さが50 um程度より大きいと要求を満たすことが明らかになった。)