S rychlým rozvojem moderní technologie se lithiové kovové polovodičové baterie jako účinné a čisté zařízení pro ukládání energie uplatňují v mnoha oblastech, od přenosných elektronických zařízení až po nová energetická vozidla a dokonce i rozsáhlé systémy pro ukládání energie. Výkon lithiových baterií je vysoce závislý na kvalitě a stabilitě jejich vnitřních materiálů a součástí, které jsou extrémně citlivé na vlhkost a kyslík v okolním prostředí. Rukavicové boxy hrají klíčovou roli ve vývoji lithiových baterií jako zařízení, které může zajistit přesnou kontrolu prostředí bez vody a kyslíku.
Citlivost materiálů lithiových baterií na vodu a kyslík
Elektrodové materiály lithiových baterií, jako je grafitový materiál pro zápornou elektrodu a oxid kobaltnatý lithný, fosforečnan lithný a železnatý, ternární materiály (oxid nikl, kobalt, mangan atd.) pro kladnou elektrodu, stejně jako elektrolyty, podstoupí řadu nepříznivých reakcí při kontaktu s vodou nebo kyslíkem. Vlhkost může reagovat s lithiovým kovem nebo lithiovou solí za vzniku látek, jako je hydroxid lithný, který nejenže spotřebovává aktivní zdroj lithia, ale může také vést ke strukturálnímu poškození a degradaci výkonu materiálů elektrod. Kyslík může oxidovat elektrodové materiály, měnit jejich chemické složení a elektrochemické vlastnosti, jako je změna struktury mřížky materiálů kladných elektrod, snížení jejich vodivosti a schopnosti difúze lithných iontů. Kromě toho mohou vedlejší reakce způsobené vodou a kyslíkem produkovat plyny, což vede ke zvýšení vnitřního tlaku baterie a představuje bezpečnostní riziko, vážně ovlivňuje klíčové ukazatele výkonu, jako je kapacita, životnost a účinnost vybíjení lithiových baterií.
Aplikace odkládací schránky při přípravě materiálu elektrod
1. Zpracování surovin
V počáteční fázi přípravy elektrodového materiálu musí být různé suroviny, jako jsou práškové oxidy kovů, lithné soli atd., přesně zváženy a předem upraveny v odkládací schránce. Vzhledem k citlivosti těchto surovin na vodu a kyslík může bezvodé a bezkyslíkové prostředí odkládací přihrádky (obvykle s obsahem vlhkosti nižším než 1 ppm a obsahem kyslíku nižším než 1 ppm) účinně zabránit surovinám v absorbování vlhkosti nebo oxidaci během procesu vážení, což zajišťuje čistotu surovin a přesnost stechiometrického poměru. Například při přípravě katodových materiálů na bázi fosforečnanu lithného jsou základem pro získání vysoce výkonných materiálů přesné poměry zdroje železa, zdroje lithia a zdroje fosforu a přihrádky na rukavice poskytují spolehlivé záruky pro tento proces.
2. Míchání a slinování
Odvážené suroviny se smíchají v rukavicovém boxu a různé suroviny se rovnoměrně promíchají pomocí metod mechanického míchání, jako je kulové mletí. Následný proces slinování se obvykle provádí v rukavicovém boxu nebo k němu připojené peci s inertní atmosférou. Během procesu slinování pomáhá bezvodé prostředí bez kyslíku vytvořit jednotnou krystalovou strukturu a zabránit tvorbě nečistot. Například pro slinování materiálů s ternárními kladnými elektrodami může vhodná teplota a atmosférické prostředí v systému rukavicové schránky rovnoměrně distribuovat prvky jako nikl, kobalt a mangan v krystalové struktuře, čímž se zlepší elektrochemický výkon materiálu.
Použití odkládací schránky v sestavě lithiové baterie
1. Polární zpracování
Připravené pláty kladných a záporných elektrod je třeba před montáží dále zpracovat v rukavicovém boxu, jako je potažení lepidlem, sušení a další operace. Tyto operace se provádějí v bezvodém a anaerobním prostředí, aby se zabránilo kontaminaci nebo oxidaci povrchu elektrody, zajistila se rovinnost elektrody a rovnoměrné rozložení účinných látek. Například polyvinylidenfluoridové (PVDF) lepidlo nanesené na polarizátoru může podléhat hydrolýze v přítomnosti vody a kyslíku, což ovlivňuje jeho vazební výkon. Prostředí odkládací schránky tomuto problému účinně předchází.
2. Proces montáže baterie
Montáž baterií, včetně procesu montáže součástí, jako jsou kladné a záporné elektrody, separátory a elektrolyty do bateriových článků, je vše dokončeno v příruční schránce. Po složení nebo navinutí polarizátoru a membrány v určeném pořadí vstříkněte přesné množství elektrolytu do odkládací schránky. Elektrolyty obecně obsahují soli lithia a organická rozpouštědla, která jsou extrémně citlivá na vodu a kyslík. Odkládací schránka zajišťuje, že se elektrolyt během procesu vstřikování nedostane do kontaktu s vodou a kyslíkem, zabraňuje jeho rozkladu a znehodnocení, čímž zajišťuje, že baterie může normálně fungovat a mít dobrý výkon.
Aplikace odkládací přihrádky při testování výkonu lithiových kovových polovodičových baterií
Příprava zkušebních vzorků
Před prováděním testů výkonu baterie, jako jsou testy nabíjení a vybíjení, testy životnosti cyklů, testy výkonu atd., je třeba testovací vzorky zabalit a připojit do schránky na rukavice. U knoflíkových nebo cylindrických baterií je také nutné při testování elektrod pracovat v rukavicovém boxu, aby se zabránilo oxidaci nebo znečištění spojovacích částí a zajistila se přesnost a spolehlivost testovacích dat.
Schránky na rukavice hrají důležitou roli v různých aspektech lithium-kovových polovodičových baterií , od přípravy materiálu elektrod, montáže baterie až po testování výkonu. Výzkum a vývoj Poskytuje vysoce stabilní a regulovatelnou atmosféru bez vody a kyslíku pro výzkum a vývoj lithiových baterií, účinně zabraňuje nepříznivým účinkům vody a kyslíku na materiály a komponenty lithiových baterií a zajišťuje přesnost a spolehlivost procesu výzkumu a vývoje.
