Warum kommt die Herstellung von Lithiumbatterien nicht ohne Handschuhfach aus?
Lithiumbatteriematerialien haben drei Ängste: Angst vor Sauerstoff, Angst vor Feuchtigkeit und Angst vor Verschmutzung.
Angst vor Sauerstoff: Die positiven Elektrodenmaterialien von Lithiumbatterien wie ternäres Lithium und Lithiumkobaltoxid haben relativ aktive chemische Eigenschaften und reagieren, wenn sie mit Sauerstoff in Kontakt kommen. Dieser Prozess ähnelt dem Rosten von Metall, bei dem Sauerstoff nach und nach die Struktur des positiven Elektrodenmaterials erodiert, was zu Veränderungen in seiner inneren Atomanordnung und chemischen Zusammensetzung führt, was zu einer Verringerung der elektrochemischen Reaktionseffizienz innerhalb der Lithiumbatterie führt. Dadurch verringert sich die Strommenge, die die Lithiumbatterie beim Laden und Entladen speichern und abgeben kann, was wir als Abnahme der Kapazität der Lithiumbatterie bezeichnen. Dies beeinträchtigt die Gesamtleistung und Lebensdauer der Batterie erheblich.
Angst vor Feuchtigkeit: Der Träger für den Ionentransport in Lithiumbatterien ist der Elektrolyt, der organische Lösungsmittel und Lithiumsalze enthält. Feuchtigkeit kann dazu führen, dass die Lithiumsalze im Elektrolyten hydrolysieren und ätzende Substanzen wie Flusssäure entstehen. Diese Substanzen korrodieren langsam die Elektroden und andere Komponenten im Inneren der Lithiumbatterie. Mit der Zeit steigt der Widerstand im Inneren der Lithiumbatterie allmählich an, die Lade- und Entladeeffizienz nimmt ab und die Lebensdauer der Lithiumbatterie verkürzt sich dadurch. Noch gefährlicher ist, dass die negative Metall-Lithium-Elektrode eine hohe chemische Aktivität aufweist und bei Kontakt mit Wasser eine heftige chemische Reaktion eingeht, wodurch eine große Menge Wasserstoffgas freigesetzt wird und extrem hohe Hitze entsteht. Im begrenzten Raum von Lithiumbatterien kann es äußerst leicht zu Bränden kommen, die die persönliche Sicherheit und die Gerätesicherheit der Benutzer ernsthaft gefährden.
Angst vor Umweltverschmutzung: Die Sauberkeitsanforderungen an die Umgebung in Lithiumbatterien sind nahezu streng, und selbst winzige Staubpartikel oder andere Verunreinigungen können schwerwiegende Folgen haben. Da Staub und Verunreinigungen größtenteils leitend sind, können sie beim Eindringen in eine Lithiumbatterie einen unerwarteten leitenden Pfad zwischen der positiven und negativen Elektrode bilden und so einen lokalen Kurzschluss in der Batterie verursachen. Sobald ein Kurzschluss auftritt, steigt der Strom in der Batterie sofort an, wodurch eine große Wärmemenge entsteht, die die Alterung und Beschädigung der internen Materialien der Batterie beschleunigt. In schweren Fällen kann es zu einem thermischen Durchgehen kommen, das zur Entzündung und Verbrennung der Lithiumbatterie führt.
Wie können Handschuhboxen diese Probleme lösen?
Der Die Handschuhbox löst das Problem, dass positive Elektrodenmaterialien Angst vor Sauerstoff und Feuchtigkeit haben, indem sie einen versiegelten, von der Außenluft isolierten Raum schafft, ihn mit Inertgas füllt und das Gas im Inneren der Box durch unendliche Zirkulation reinigt.
Handschuhkästen bestehen im Allgemeinen aus Edelstahl als Kastenmaterial, das langlebig ist und sich nicht verformt; Durch das nahtlose Schweißen werden Spleißspalte vermieden, und die Dichtungsstruktur umfasst mehrere Dichtungsstreifen und versiegelte Handschuhschnittstellen, wodurch ein von außen isolierter Raum entsteht und verhindert wird, dass Sauerstoff und Feuchtigkeit von außen in das Handschuhfach eindringen.
Im Handschuhfach werden Inertgase wie Argon und Stickstoff eingefüllt. Diese Inertgase haben stabile chemische Eigenschaften und reagieren kaum mit anderen Substanzen. Auf diese Weise kommen positive Elektrodenmaterialien wie ternäres Lithium und Lithiumkobaltoxid während der Verarbeitung, Lagerung oder Montage in einer Handschuhbox nicht mit oxidierendem Sauerstoff in Kontakt, wodurch die „Rost- und Verschlechterungs“-Reaktion ähnlich dem Metallrosten vermieden wird, die Stabilität der internen elektrochemischen Reaktionseffizienz von Lithiumbatterien gewährleistet wird und die normale Kapazität, Gesamtleistung und Lebensdauer von Lithiumbatterien aufrechterhalten wird.
Das Zirkulationsreinigungssystem der Handschuhbox kann das Gas im Inneren der Box kontinuierlich zirkulieren und filtern, das darin enthaltene Wasser und den Sauerstoff reinigen und den Wasser- und Sauerstoffgehalt in der Box auf <1 ppm halten. Dadurch wird auch verhindert, dass der Elektrolyt mit Wasser im Handschuhfach in Kontakt kommt, wodurch die Hydrolyse von Lithiumsalzen unter Bildung korrosiver Flusssäure und anderer Substanzen verhindert wird. Dadurch werden die Elektroden und internen Komponenten von Lithiumbatterien wirksam vor Korrosion geschützt und die Lebensdauer von Lithiumbatterien verlängert.
Der hocheffiziente Filter (HEPA) und andere Geräte im Handschuhfach können kleine Staubpartikel im Gas herausfiltern, wodurch es nahezu unmöglich ist, dass Staub oder Verunreinigungen während der Forschung und Entwicklung oder Produktion in das Innere von Lithiumbatterien gelangen.
In Handschuhboxen können Beschichtungs-, Verpackungs- und andere Geräte integriert werden, um eine Produktion aus einer Hand vom Material bis zur Batterie zu erreichen. Handschuhboxen sind nicht einfach „Boxen“, sondern die Infrastruktur für die Herstellung von Lithiumbatterien: Für die Herstellung von Lithiumbatterien dienen sie als Sicherheitsvorrichtungen, um Materialschäden und Explosionsrisiken zu verhindern; Für die Forschung und Entwicklung von Lithiumbatterien ist es ein Nährboden für Innovationen, der Durchbrüche bei Batterien mit hoher Energiedichte vorantreibt. Jede automatisierte Produktionslinie für Lithium-Metall-Batterien hat den Schatten von Handschuhkästen.
