Pengujian keamanan baterai dapat mencatat suhu, pelepasan panas, dan penyebaran api, namun parameter tersebut tidak sepenuhnya menjelaskan apa yang terjadi di dalam sel atau wadah yang rusak. Jika gas yang dilepaskan tidak dikarakterisasi, laboratorium mungkin kesulitan untuk mengevaluasi toksisitas, mudah terbakar, kebutuhan ventilasi, dan waktu kejadian kritis. Data gas multi-komponen membantu menghubungkan kegagalan fisik dengan konsekuensi kimianya.

FTIR meningkatkan pengujian pelarian termal baterai dengan mengukur secara terus menerus beberapa gas aktif inframerah dan menghubungkan profil konsentrasinya dengan suhu, tekanan, dan peristiwa perambatan. Namun, FTIR tidak dapat mengukur setiap komponen penting, sehingga harus dikombinasikan dengan pengukuran hidrogen, oksigen, aliran, dan pengukuran lain yang sesuai, bukan digunakan sebagai solusi kepatuhan yang berdiri sendiri.

Oleh karena itu, nilai dari alat analisis bergantung pada lebih dari sekadar instrumen itu sendiri. Suhu pengambilan sampel, kompatibilitas material, waktu respons, kalibrasi, dan sinkronisasi dengan jadwal pengujian semuanya memengaruhi apakah hasil gas secara akurat menggambarkan kejadian tersebut.

Mengapa Pengukuran Gas Menjadi Semakin Penting dalam Pengujian UL 9540A?

Suatu pengujian dapat menunjukkan apakah api menyebar tanpa menjelaskan sepenuhnya gas-gas yang terakumulasi sebelumnya. Informasi yang hilang ini dapat mempersulit evaluasi skenario ventilasi, penyalaan, dan deflagrasi.

Pembaruan UL 9540A terbaru telah meningkatkan perhatian pada topik pengukuran termasuk total hidrokarbon dan hidrogen. Data gas dapat membantu laboratorium memeriksa:

• Waktu pelepasan gas dari sel.
• Perubahan sebelum dan selama perambatan pelarian termal.
• Akumulasi komponen yang mudah terbakar.
• Bahaya gas beracun dan korosif.
• Perbedaan antara kimia sel dan keadaan muatan.
• Pengaruh desain modul, unit, dan wadah.

Analisis gas mendukung pengujian, tetapi tidak menggantikan prosedur yang telah ditentukan atau secara otomatis menetapkan kesesuaian produk.

Gas baterai apa saja yang dapat diukur dengan FTIR?

Menganggap satu alat analisis dapat mengukur setiap komponen yang dilepaskan akan menciptakan titik buta yang serius. Beberapa gas penting menyerap radiasi inframerah dengan kuat, sementara yang lain tidak dapat diukur secara andal oleh FTIR.

Bergantung pada kalibrasi dan pustaka spektral yang tersedia, analisis gas buang baterai lithium-ion dengan FTIR dapat mencakup komponen-komponen seperti:

• CO dan CO₂.
• CH₄ dan hidrokarbon terpilih.
• HF dan HCl.
• Uap yang berhubungan dengan elektrolit.
• VOC terpilih.
• Uap air dan senyawa aktif inframerah lainnya.

Hidrogen, oksigen, dan nitrogen tidak memiliki perilaku penyerapan inframerah yang sesuai untuk pengukuran FTIR konvensional. Hidrogen mungkin memerlukan sensor konduktivitas termal atau sensor khusus, sedangkan oksigen biasanya memerlukan metode paramagnetik, zirkonia, atau elektrokimia.

Untuk penilaian mudah terbakar, total hidrokarbon mungkin juga memerlukan metode khusus tergantung pada spesifikasi pengujian dan tujuan pelaporan.

Bagaimana Sistem Pengambilan Sampel Seharusnya Dirancang?

Menghubungkan tabung biasa langsung ke ruang uji kebakaran dapat menghasilkan hasil yang tertunda atau bias. Gas panas dapat mendingin dan mengembun, senyawa korosif dapat bereaksi dengan bahan yang tidak sesuai, dan partikel dapat mencemari sel optik.

Sistem pengambilan sampel gas panas-basah yang andal harus mempertimbangkan hal-hal berikut:

1. Lokasi pengambilan sampel: Posisikan saluran masuk di tempat yang mewakili aliran gas tanpa memaparkannya langsung ke api atau kotoran yang berlebihan.
2. Transportasi dengan pemanas: Pertahankan suhu saluran yang cukup untuk membatasi kondensasi uap air dan elektrolit.
3. Kompatibilitas bahan: Pilih selang, segel, dan filter yang tahan terhadap HF dan komponen korosif lainnya.
4. Pengendalian partikulat: Lindungi alat analisis tanpa menghilangkan senyawa target melalui penyaringan atau adsorpsi yang berlebihan.
5. Pengenceran: Gunakan pengenceran terkontrol bila konsentrasi atau suhu melebihi rentang analitis.
6. Waktu merespon: Minimalkan panjang antrean yang tidak perlu dan volume yang terbuang.
7. Pembuangan yang aman: Salurkan gas yang telah diambil sampelnya ke sistem pengolahan atau pembuangan yang sesuai.

Sebelum melakukan pengujian, seluruh jalur harus diperiksa menggunakan gas-gas representatif, bukan hanya memvalidasi alat analisisnya saja.

Bagaimana Data Gas Dapat Mendukung Penilaian Risiko Kebakaran dan Ledakan?

Profil konsentrasi saja tidak menunjukkan apakah campuran berbahaya terbentuk di seluruh area tertutup. Tanpa informasi aliran, oksigen, dan spasial, data tersebut mungkin akurat secara teknis tetapi mudah disalahartikan.

Komposisi gas buangan dapat mendukung penilaian risiko dengan membantu laboratorium:

• Identifikasi kapan komponen yang mudah terbakar mulai menumpuk.
• Bandingkan pelepasan gas dengan perubahan tekanan dan suhu.
• Perkirakan potensi toksisitas limbah kebakaran baterai.
• Evaluasi apakah ventilasi mengurangi penumpukan.
• Berikan masukan untuk model dispersi atau deflagrasi.
• Bandingkan berbagai kimia sel, keadaan muatan, dan pemicu kegagalan.

Pemantauan gas HF sangat relevan untuk penilaian paparan korosif dan toksik, sementara data CO, CH₄, hidrogen, dan hidrokarbon mendukung analisis risiko pembakaran. Interpretasi akhir harus menggunakan konteks pengujian lengkap, bukan hanya ambang batas konsentrasi tunggal.

Bagaimana Seharusnya Laboratorium Memvalidasi Hasil FTIR?

Spektrum yang kompleks dapat menghasilkan angka yang meyakinkan bahkan ketika model kalibrasi atau kondisi pengambilan sampel tidak sesuai. Oleh karena itu, kontrol kualitas formal sangat penting sebelum data digunakan dalam pengambilan keputusan teknik.

Rencana validasi harus mencakup:

• Spektrum latar belakang di bawah lingkungan pengujian sebenarnya.
• Kalibrasi spesifik gas atau metode analitik terverifikasi.
• Memeriksa adanya interferensi silang uap air dan spektral.
• Pemilihan rentang waktu untuk ventilasi awal dan pelepasan puncak.
• Pengujian pemulihan melalui seluruh jalur sampel.
• Tes kosong dan tes dasar.
• Cap waktu yang tersinkronisasi di seluruh data gas, suhu, tekanan, dan video.
• Dokumentasi batas deteksi, ketidakpastian, dan kesenjangan data.
• Konfirmasi independen terhadap senyawa terpilih jika diperlukan.

Di ESEGAS, kami merekomendasikan untuk menentukan daftar gas target, rentang konsentrasi yang diharapkan, kelembapan, suhu, dan geometri pengujian sebelum mengkonfigurasi sistem FTIR.

Apa yang Harus Dikonfirmasi Laboratorium Sebelum Memilih Alat Analisis?

Memilih instrumen dari daftar gas umum dapat mengakibatkan terlewatnya senyawa tertentu, pembacaan jenuh, atau sistem pengambilan sampel yang tidak sesuai. Tinjauan aplikasi singkat dapat mencegah masalah ini sebelum program pengujian dimulai.

Laboratorium harus mengkonfirmasi:

• Edisi UL 9540A dan persyaratan proyek yang berlaku.
• Kimia sel dan keadaan muatan.
• Senyawa target dan sensor tambahan.
• Perkiraan konsentrasi minimum dan maksimum.
• Pengambilan sampel suhu dan kelembapan.
• Waktu respons yang dibutuhkan.
• Cakupan pustaka optik dan kalibrasi.
• Kondisi aliran dan pengenceran di dalam ruang tertutup.
• Kebutuhan antarmuka data dan sinkronisasi waktu.
• Penanganan sampel yang diekstraksi dengan aman.

FTIR memberikan informasi multi-komponen yang berharga dan berkelanjutan selama pengujian keamanan baterai, tetapi kegunaannya yang paling kuat adalah sebagai bagian dari paket pengukuran terintegrasi. Di ESEGAS, kami menggabungkan konfigurasi FTIR yang tepat dengan pengambilan sampel yang sesuai dan pengukuran gas pelengkap sehingga laboratorium dapat memperoleh data pelarian termal yang lebih lengkap, dapat diinterpretasikan, dan dapat dipertanggungjawabkan.