Na pozadí rychlého vývoje nových energetických vozidel, systémů pro skladování energie a spotřební elektroniky mají lithiové baterie jako důležité nosiče energie vysoké požadavky na materiálovou stabilitu, ekologickou citlivost a bezpečnost ve svých výrobních procesech. Rukavicové boxy se díky své přesné kontrole nad životním prostředím staly důležitým vybavením ve výzkumu a výrobním procesu lithiových baterií.
1、 Proč výrobci lithiových baterií potřebují odkládací schránky?
Elektrodové materiály (jako je oxid lithný a kobaltnatý, ternární materiály, fosforečnan lithný a železnatý) a elektrolyty (obsahující hořlavá organická rozpouštědla) lithiových baterií jsou extrémně citlivé na vzduch, vlhkost a teplotu: například chemická aktivita materiálu kladné elektrody usnadňuje oxidaci na vzduchu a oxid lithný a kobaltnatý může způsobit požáry v důsledku tepelného rozkladu; Bohaté materiály na bázi lithia a manganu musí být přísně izolovány od kyslíku, aby se zabránilo strukturálnímu kolapsu; Přestože má fosforečnan lithný a železitý vysokou stabilitu, může ve vlhkém prostředí podléhat hydrolýze. Takže výrobní proces lithiových baterií musí být prováděn v prostředí atmosféry, které může přísně kontrolovat vodu a kyslík. Příruční boxy na lithiové baterie mohou poskytnout přesné a kontrolovatelné prostředí inertní atmosféry.
2、 Role rukavic při výrobě lithiových baterií
Odkládací schránka řeší mnoho problémů při výrobě lithiových baterií tím, že vytváří prostředí inertní atmosféry (jako je dusík, argon) a reguluje vlhkost:
1. Zabraňte oxidaci materiálu a znečištění
V procesu přípravy materiálů pro kladné elektrody, od míchání surovin až po slinování, může rukavicová skříňka poskytnout prostředí bez kyslíku, čímž se účinně zabrání oxidaci kovových prášků, jako je kobalt a nikl. V procesu míchání, pokud jsou vystaveny kyslíku, některé kovy nejprve oxidují, což má za následek nerovnoměrné složení materiálu a ovlivňuje výkon elektrody. Během procesu slinování je reakční aktivita mezi materiálem a kyslíkem vyšší v prostředí s vysokou teplotou. Funkce odkládací schránky izolovat kyslík může zajistit integritu elektrodové struktury, zaručit kvalitu materiálu kladné elektrody, a tím zlepšit celkový výkon baterie.
2. Zajistěte bezpečnost elektrolytu
Příprava, potahování a balení elektrolytu jsou dokončeny v rukavicovém boxu, který dokáže izolovat vnější kyslík a vlhkost. Jakmile se organická rozpouštědla v elektrolytu dostanou do kontaktu s vlhkostí, může dojít k hydrolýzním reakcím, které změní složení elektrolytu a sníží jeho výkon. Současně může v procesu potahování a balení nadále hrát roli prostředí inertní atmosféry odkládací schránky. U některých nových pevných elektrolytů, jako jsou sulfidové systémy, je jejich citlivost na vzduch extrémně vysoká a i extrémně malé množství kontaktu se vzduchem může vést k výraznému snížení jejich výkonu. Proto musí být celý proces od syntézy až po balení dokončen v rukavicovém boxu, aby se snížilo riziko výbuchu a zajistila bezpečnost výrobního procesu.
3. Kontrolujte aktivitu reakce negativní elektrody
Depozice lithiové kovové záporné elektrody musí být provedena v prostředí s ultranízkou vlhkostí a bez kyslíku, aby se zabránilo tvorbě dendritů kovového lithia během procesu nanášení. Růst dendritů bude působit jako trny, prorazí separátor uvnitř baterie, způsobí zkrat a nakonec vede k tepelnému úniku; Předúprava záporných elektrod na bázi křemíku (jako je povrchová úprava) se spoléhá na ochranu inertní atmosférou. Bez prostředí inertní atmosféry poskytované odkládací schránkou jsou záporné elektrody na bázi křemíku náchylné reagovat s kyslíkem za vzniku izolační vrstvy během procesu předúpravy. Tato izolační vrstva bude bránit přenosu elektronů, čímž výrazně sníží nabíjecí a vybíjecí výkon baterie.
4. Podporovat výzkum a vývoj materiálů s vysokou energetickou hustotou
Odkládací schránka poskytuje vysoce čistou atmosféru bez kyslíku a vody. Vysoce výkonné lithiové bateriové materiály s vysokou energetickou hustotou procházejí řadou experimentů, jako je syntéza materiálů, modifikace a testování uvnitř příruční schránky, aby se zabránilo rušení kyslíkem a vlhkostí ve vzduchu a zajistila se přesnost a spolehlivost experimentálních dat. S podporou odkládací schránky mohou výzkumníci hlouběji prozkoumat vztah mezi strukturou a výkonem materiálů, průběžně optimalizovat složení a proces přípravy materiálů a položit pevný základ pro vývoj materiálů lithiových baterií s vyšší hustotou energie.
