Vier Arten von schädlichen Gasen, die häufig in der Batterieindustrie vorkommen

Bei der Herstellung, Prüfung, Lagerung und dem Recycling von Batterien treten hauptsächlich folgende schädliche Gase auf:

1. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs)

N-Methylpyrrolidon (NMP): Flüchtling in großen Mengen bei der Herstellung der Elektrodensuspension sowie bei Beschichtungs- und Trocknungsprozessen und erreicht Konzentrationen von 5.000-10.000 mg/m³, was 60-80 % der gesamten VOCs im Abgas von Lithiumbatterien ausmacht.

Carbonate (DMC, EC usw.): Flüchtig während der Elektrolytaufbereitung und Injektionsvorgänge, wobei die Konzentrationen zwischen 100 und 500 mg/m³ schwanken.

Aldehyde und Ketone (wie Formaldehyd und Aceton): Flüchtige Stoffe, die bei der POM-Verarbeitung und in Klebstoffen entstehen und stark reizend wirken.

2. Saure Gase

Fluorwasserstoff (HF): Entsteht durch die Hydrolyse von Lithiumhexafluorophosphat. Stark korrosiv, mit Konzentrationen bis zu 50 mg/m³.

Chlorwasserstoff (HCl): Wird bei der Zersetzung oder Rückgewinnung chlorhaltiger Additive freigesetzt, mit Konzentrationen im Bereich von etwa 10-50 mg/m³.

3. Brennbare und giftige Gase

Wasserstoff (H₂): Entsteht durch Elektrolytzersetzung oder Kathodenreaktionen. Seine untere Explosionsgrenze ist niedrig (4 %) und erfordert eine genaue Überwachung.

Kohlenmonoxid (CO): Entsteht durch Zersetzung in den frühen Stadien des thermischen Durchgehens von Batterien. Es ist hochgiftig und kann leicht Brände verursachen.

Kohlendioxid (CO₂): Entsteht durch die Verbrennung oder Zersetzung von Elektrolyten. Hohe Konzentrationen können zum Ersticken führen.

4. Andere gefährliche Gase

Silan: Ein Zersetzungsprodukt von Haftvermittlern, die in Separatorbeschichtungen verwendet werden. Es ist brennbar und explosiv.

Schwefelhaltige organische Verbindungen: Methylmercaptan und andere Substanzen, die beim Recycling von Batterien freigesetzt werden, sind hochgiftig.

Unterschiedliche Batterietypen (wie Lithium-Ionen-, Blei-Säure-, Nickel-Cadmium-Batterien usw.) und Prozessschritte (Beschichtung, Injektion, Formierung, Recycling) erzeugen spezifische schädliche Gaskombinationen, die eine gezielte Überwachung und Kontrolle erfordern.

Die Batterieherstellung (z. B. von Lithium-Ionen-, Blei-Säure- und Nickel-Metallhydrid-Batterien) umfasst mehrere Schritte, darunter die Elektrodenvorbereitung, die Elektrolytzugabe, die Formierung und Alterung, das Schweißen und die Verpackung. Dabei können leicht giftige, gefährliche oder brennbare und explosive Gase wie Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Fluorwasserstoff und flüchtige organische Verbindungen (VOCs) entstehen. Die Installation eines Gaswarngeräts ist daher unerlässlich, um die Sicherheit in der Industrie zu gewährleisten, die Gesundheit der Mitarbeiter zu schützen und die Produktionsstabilität aufrechtzuerhalten. Sein Hauptnutzen liegt in der Risikoprävention und -kontrolle, der Einhaltung von Vorschriften in der Produktion und der Kostenoptimierung.

Leitfaden zur wissenschaftlichen Risikoprävention: Gaswarngeräte können Gasrisiken in jeder Phase der Batterieproduktion präzise erkennen. Durch ein gestuftes Frühwarnsystem mit koordinierter Reaktion lassen sich Unfälle frühzeitig verhindern.

1. Frühwarnung vor gefährlichen Gasen: Während des Einfüllens des Lithium-Ionen-Batterie-Elektrolyten überwachen Detektoren die Konzentrationen von Fluorwasserstoff und NMP in Echtzeit. Sobald die Fluorwasserstoffkonzentration 0,5 ppm überschreitet (Warnstufe 1), ertönt ein akustischer und optischer Alarm in der Werkstatt, der die Mitarbeiter zum Tragen von Atemschutzmasken auffordert. Bei einer Konzentration über 2 ppm (Warnstufe 2) wird die lokale Absauganlage (Abluftleistung ≥ 2000 m³/h) automatisch aktiviert, um eine Inhalationsvergiftung zu verhindern.
2. Verhinderung von Explosionsunfällen: Im Ladebereich für Blei-Säure-Batterien und im Trockenraum für Lithium-Ionen-Batterien sind Wasserstoffdetektoren installiert. Die untere Explosionsgrenze ist auf 10 % (d. h. Wasserstoffkonzentration > 0,4 ​​Vol.-%) als Warnschwelle festgelegt. Wird dieser Grenzwert überschritten, wird die Stromzufuhr zum Bereich sofort unterbrochen (um statische Funkenbildung zu verhindern) und die explosionsgeschützte Abluftanlage aktiviert. Im Jahr 2024 konnte in einer Batteriefabrik ein Zwischenfall mit einer Wasserstoffkonzentration von 1,2 Vol.-% erfolgreich verhindert werden. Explosionsrisiko:
3. Leckageortung: In der Werkstatt für die Beschichtung von Batterieelektroden wurden mehrere VOC-Detektoren entlang der NMP-Zuleitung und des Beschichtungsofens installiert. Durch den Vergleich der Konzentrationen an verschiedenen Punkten (z. B. Konzentration an Punkt A: 120 mg/m³, Konzentration an Punkt B: 30 mg/m³) konnte die Leckagestelle (z. B. Alterung der Flanschdichtung an Punkt A) schnell lokalisiert und die Reaktionszeit von 2 Stunden auf 30 Minuten verkürzt werden.

Online-Gaswarngerät

Technische Spezifikation

Produktvorteile

• Vier helle digitale LED-Röhrenanzeigen.
• Intelligenter Sensor, modulares Design, einfache Wartung.
• Mehrpunktkalibrierung + Temperaturkompensation, genauere Daten.
• Eine Taste dient zum Wiederherstellen der Werkseinstellungen, um Fehlbedienungen zu vermeiden.
• 4–20 mA, RS485, optionales drahtloses Ausgangssignal, dreifach wasserdichtes Design
• Drei Indikatoren für Stromversorgung, Störung und Alarm.
• Montage: Wandmontage, horizontale Rohrmontage, vertikale Rohrmontage.
• Bedienung per Infrarot-Fernbedienung, wodurch ein Öffnen der Abdeckung in Gefahrensituationen vermieden wird.