Miks ei saa liitiumakude tootmine läbi ilma kindalaekata?
Liitiumaku materjalidel on kolm hirmu: hirm hapniku ees, hirm niiskuse ees ja hirm reostuse ees.
Kardab hapnikku: liitiumakude positiivsetel elektroodidel, nagu kolmekomponentne liitium ja liitiumkoobaltoksiid, on suhteliselt aktiivsed keemilised omadused ja nad reageerivad hapnikuga kokkupuutel. See protsess sarnaneb metalli roostetamisega, kus hapnik õõnestab järk-järgult positiivse elektroodi materjali struktuuri, põhjustades muutusi selle sisemises aatomi paigutuses ja keemilises koostises, mille tulemusena väheneb elektrokeemilise reaktsiooni efektiivsus liitiumaku sees. Selle tulemusena väheneb elektrienergia hulk, mida liitiumaku suudab laadimise ja tühjenemise ajal salvestada ja vabastada, mida me nimetame liitiumaku mahu vähenemiseks. See mõjutab tõsiselt aku üldist jõudlust ja vastupidavust.
Hirm niiskuse ees: liitiumakude ioonide transpordi kandjaks on elektrolüüt, mis sisaldab orgaanilisi lahusteid ja liitiumisooli. Niiskus võib põhjustada elektrolüüdis olevate liitiumisoolade hüdrolüüsimist, tekitades söövitavaid aineid, näiteks vesinikfluoriidhapet. Need ained söövitavad aeglaselt liitiumaku elektroode ja muid komponente. Aja jooksul suureneb liitiumaku sees olev takistus järk-järgult, laadimise ja tühjenemise efektiivsus väheneb ning liitiumaku kasutusiga lüheneb seetõttu. Veelgi ohtlikum on see, et metallist liitium-negatiivsel elektroodil on kõrge keemiline aktiivsus ja see läbib veega kokkupuutel ägeda keemilise reaktsiooni, vabastades suures koguses vesinikgaasi ja tekitades ülikõrge kuumuse. Liitiumpatareide piiratud ruumis on äärmiselt lihtne põhjustada tulekahjusid, mis ohustavad tõsiselt kasutajate isiklikku ja seadmeohutust.
Kardab reostust: Liitiumakude keskkonna puhtusnõuded on peaaegu ranged ja isegi väikesed tolmuosakesed või muud lisandid võivad põhjustada tõsiseid tagajärgi. Kuna tolm ja lisandid on enamasti juhtivad, võivad need liitiumakusse sattudes moodustada positiivse ja negatiivse elektroodi vahel ootamatu juhtivuse, põhjustades akus lokaalse lühise. Kui tekib lühis, suureneb akus olev vool koheselt, tekitades palju soojust, kiirendades aku sisemiste materjalide vananemist ja kahjustumist ning raskematel juhtudel võib see põhjustada termilist voolu, mis põhjustab liitiumaku süttimise ja põlemise.
Kuidas saavad kindalaekad neid probleeme lahendada?
The kindalaegas lahendab positiivsete elektroodide materjalide probleemi, mis kardavad hapnikku ja niiskust, ehitades välisõhust isoleeritud suletud ruumi, täites selle inertgaasiga ja puhastades karbi sees olevat gaasi läbi lõpmatu ringluse.
Kindakarbid on üldjuhul valmistatud roostevabast terasest kui karbi materjalist, mis on vastupidav ja ei deformeeru; Õmblusteta keevitamine välistab splaissimisvahed ning tihendusstruktuur sisaldab mitut tihendusriba ja tihendatud kinda liideseid, luues väljastpoolt isoleeritud ruumi ning takistades hapniku ja niiskuse imbumist kindalaekasse väljastpoolt.
Kindalaekas täidetakse inertgaase nagu argoon ja lämmastik. Nendel inertgaasidel on stabiilsed keemilised omadused ja nad ei reageeri teiste ainetega peaaegu üldse. Sel viisil ei puutu positiivsete elektroodide materjalid, nagu kolmekomponentne liitium ja liitiumkoobaltoksiid töötlemise, ladustamise või kindalaekas kokkupanemise ajal kokku oksüdeeriva hapnikuga, vältides metalli roostetamisele sarnast 'roostetamist ja riknemist' reaktsiooni, tagades liitiumakude sisemise elektrokeemilise reaktsiooni efektiivsuse stabiilsuse, liitiumpatareide üldise võimsuse ja lõppvõimsuse säilitamise.
Kindalaeka tsirkulatsioonipuhastussüsteem suudab pidevalt tsirkuleerida ja filtreerida kastis olevat gaasi, puhastada selles olevat vett ja hapnikku ning hoida kastis vee- ja hapnikusisaldust <1ppm. See takistab ka elektrolüüdi kokkupuudet veega kindalaekas, takistades seeläbi liitiumisoolade hüdrolüüsi söövitava vesinikfluoriidhappe ja muude ainete tekkeks, kaitstes tõhusalt liitiumakude elektroode ja sisemisi komponente korrosiooni eest ning pikendades liitiumakude kasutusiga.
Suure tõhususega filter (HEPA) ja muud kindalaekas olevad seadmed suudavad välja filtreerida gaasis olevad väikesed tolmuosakesed, mistõttu on peaaegu võimatuks tolmu või lisandite sattumine liitiumakude sisemusse uurimis- ja arendustegevuse või tootmise käigus.
Kindakarbid võivad integreerida katte, pakendamise ja muud seadmed, et saavutada materjalidest akudeni ühekordne tootmine. Kindakarbid ei ole lihtsalt 'kastid', vaid liitiumakude tootmise infrastruktuur: liitiumakude tootmisel on need kaitsevahendid, et vältida materjali riknemist ja plahvatusohtu; Liitiumpatareide uurimis- ja arendustegevuse jaoks on see kasvulava innovatsioonile, juhtides läbimurdeid suure energiatihedusega akude valdkonnas; Igal liitiummetallist akude automatiseeritud tootmisliinil on kindalaeka varjund.
