我们的日常生活发生了巨大的变化。
远程工作已成为常态，电脑化进一步进步，智能手机、平板电脑、电脑等已成为不可缺。

这些电池通常使用锂离子电池。您是否知道电池不仅持久耐用、结构紧凑，而且还环保？为了实现可持续发展的社会，高效、环保的锂离子电池和燃料电池受到高度重视。
湿度和露点控制在锂离子电池和燃料电池的制造和开发过程中也极其重要。

这次，我们将介绍锂离子电池、全固态电池和燃料电池的概述，以及Techne Instrumentation的设备如何在制造过程中发挥作用。

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什么是电池？

电池是将物质的化学或物理反应释放的能量转化为电能的装置。不能充电的一次性电池称为一次电池，可以多次充电使用的电池称为二次电池。锂离子电池属于二次电池。

电池的历史

伏打电池于1800年开发出来，据说是科学古老的电池。使用铜(Cu)板作为正极、锌(Zn)板作为负极、稀硫酸(H 2 SO 4 )作为电解质，通过化学反应提取电力。缺点是如果继续发电，氢气(H 2 )会积聚
在铜板周围，导致电子交换出现问题，使电流难以流动。由于这些缺点，它没有投入实际使用。 此后又开发出了多种电池，包括铅酸电池、丹尼尔电池、汞电池等。汽车电池中仍广泛使用铅酸电池。 1900年代，碱性/锰电池开始在家庭中使用。 目前，环保型锂离子电池、全固态电池、燃料电池等已得到发展并成为主流。 特别是锂离子电池等二次电池自1980年左右开始研究，并应用于大多数移动设备（智能手机、电脑等）中，使其在我们的生活中不可缺。 Techne Keisaku产品也深度涉足锂离子电池的生产。

二次电池～锂离子电池/全固态电池～

锂离子电池是通过锂离子在正极材料和负极材料之间移动来充电和放电的二次电池。

锂离子电池/全固态电池材料

[正极材料]
锂离子
* 含有过渡金属氧化物 示例：钴系如 LiCoO 2、锰系如 LiMn2O4 等
*锂是元素周期表中的第三位，是最轻的金属，同时放出电子，因其易于使用的特性（高电负性）而被认为适合用于电池。 锂的主要生产国是澳大利亚、智利和阿根廷。

[负极材料]
碳系材料的例子
：石墨、石墨、硬碳、钛酸盐、Ge、Si等。

[隔膜]将LiPF 6、LiBF 4等电解质盐溶解
在环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合溶剂中。

[容器]锂离子电池的
金属外壳和层压材料等
不含对环境影响较大的汞或镉，因此对环境友好。

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锂离子电池/全固态电池/硫化物电池原理

锂离子电池的正极和负极材料均具有层状结构。这就是锂离子在正极和负极之间移动的机制。
充电（存储能量）和放电（使用能量）的操作方式不同。 锂离子带有正电荷（Li+），因此当锂离子从含有锂离子的负极材料中释放出来时，负极就会带负电。
可以通过从电池中提取负电荷作为电子来获得电力。这是放电反应。另一方面，当从外部施加电力且电子被带入负极时，负极材料带负电。为了消除这种负电荷，来自正极的锂离子被带入负极。这就是充电反应。

如果电解质是固态，则称为全固态电池。
硫化物电池的工作原理与锂离子电池和全固态电池相同。
使用硫化物作为电解质的研究正在取得进展，因为它比氧化物电解质具有更高的离子电导率和更高的可塑性。

TechneMeasurement能为锂离子电池/全固态电池/硫化物电池做出什么贡献

水分是锂离子电池和全固态电池制造过程中的大敌。
如果水分混入，不仅会导致品质恶化，还会产生意外的化学反应，导致火灾或爆炸。
因此，锂离子电池的制造过程是在干燥室或手套箱中进行的。
为了满足制造过程中的严格条件，测量和控制温度、湿度和露点温度非常重要。
不断测量环境也很重要，以便最大限度地降低保持干燥室干燥的成本。

EE33温湿度露点仪用于控制硫化电池的硫化氢浓度以及控制涂装过程中的温湿度。
使用在溶剂气氛中特别有效的 TE-660 聚合物露点计、TK-100 电容式露点计和 MBW973 镜面冷却（镜面型）露点计。

燃料电池

燃料电池不是使用储存电力的一次或二次电池，而是使氢和氧发生反应并将产生的能量转化为电能的电池。由于电能直接从燃料的化学能中获得，损失很少，而且由于在发电的同时产生热量，因此是一种备受关注的高效电池。

燃料电池材料

[催化剂] 碳基、铂等
[电解质膜] 氢氧化钾、磷酸等
[燃料来源] 天然气、纯氢气等

燃料电池的类型

根据电化学反应和电解质类型，燃料电池分为五种类型。
1) 聚合物电解质燃料电池 (PEFC)
2) 碱性电解质燃料电池 (AFC)
3) 磷酸燃料电池 (PAFC)
4) 熔融碳酸盐燃料电池 (MCFC)
5) 固体氧化物燃料电池 (SOFC)

燃料电池原理

它利用水电解的逆反应。 在燃料电池内部，许多板状电池一层一层地堆叠在一起。电池具有正极、负极和电解质。在负极，氢在铂（Pt）的催化作用下分解成氢离子和电子。然后氢离子通过电解质流到正极，电子通过电线流到正极。在正极，空气中的氧气、电解质中的氢离子和电子发生反应生成水。

Techne 测量可以为燃料电池做出什么贡献

燃料电池中使用的空气、氢气、甲烷等的纯度受到控制。纯度通常通过准物质的量来控制。
因此，纯度是通过测量水的量来确定的，水是一种典型的杂质。

为此，使用了 TK-100 电容式露点计。
另外，为了提高燃料效率，燃料氢和甲烷的加湿量很重要。
另一方面，有必要防止测量过程中形成冷凝。为此，采用EE33温湿度露点计和MBW573镜面冷却型（镜面式）露点计，为研发和性能评估做出贡献。