Miksi litiumakkujen valmistus ei pärjää ilman hansikaslokeroa?
Litiumparistomateriaaleissa on kolme pelkoa: hapen pelko, kosteuden pelko ja saastumisen pelko.
Pelkää happea: Litiumakkujen positiivisilla elektrodimateriaaleilla, kuten kolmikomponenttisella litiumilla ja litiumkobolttioksidilla, on suhteellisen aktiivisia kemiallisia ominaisuuksia ja ne reagoivat joutuessaan kosketuksiin hapen kanssa. Tämä prosessi on samanlainen kuin metallin ruostuminen, jossa happi kuluttaa vähitellen positiivisen elektrodimateriaalin rakennetta aiheuttaen muutoksia sen sisäisessä atomijärjestelyssä ja kemiallisessa koostumuksessa, mikä johtaa sähkökemiallisen reaktion tehokkuuden laskuun litiumakun sisällä. Tämän seurauksena sähkön määrä, jonka litiumakku voi varastoida ja vapauttaa latauksen ja purkamisen aikana, vähenee, mitä kutsumme litiumakun kapasiteetin laskuksi. Tämä vaikuttaa vakavasti akun yleiseen suorituskykyyn ja kestävyyteen.
Kosteuden pelko: Litiumakkujen ionikuljetuksen kantaja on elektrolyytti, joka sisältää orgaanisia liuottimia ja litiumsuoloja. Kosteus voi saada elektrolyytissä olevat litiumsuolat hydrolysoitumaan, jolloin muodostuu syövyttäviä aineita, kuten fluorivetyhappoa. Nämä aineet syövyttävät hitaasti elektrodeja ja muita litiumakun sisällä olevia osia. Ajan myötä litiumakun sisällä oleva vastus kasvaa vähitellen, lataus- ja purkuteho heikkenee, minkä seurauksena litiumakun käyttöikä lyhenee. Vielä vaarallisempaa on, että litiumnegatiivisen metallielektrodin kemiallinen aktiivisuus on korkea, ja se käy läpi voimakkaan kemiallisen reaktion joutuessaan kosketuksiin veden kanssa vapauttaen suuren määrän vetykaasua ja kehittäen erittäin korkeaa lämpöä. Litiumakkujen rajallisessa tilassa on erittäin helppo aiheuttaa tulipaloja, mikä uhkaa vakavasti käyttäjien henkilökohtaista ja laiteturvallisuutta.
Pelkää saastumista: Litiumakkujen sisällä olevat ympäristön puhtausvaatimukset ovat lähes tiukat, ja jopa pienet pölyhiukkaset tai muut epäpuhtaudet voivat aiheuttaa vakavia seurauksia. Koska pöly ja epäpuhtaudet ovat enimmäkseen johtavia, litiumparistoon joutuessaan ne voivat muodostaa odottamattoman johtavan reitin positiivisen ja negatiivisen elektrodin välille, mikä aiheuttaa paikallisen oikosulun akussa. Kun oikosulku tapahtuu, akun sisällä oleva virta kasvaa välittömästi, jolloin syntyy paljon lämpöä, nopeuttaa akun sisämateriaalien ikääntymistä ja vaurioitumista, ja vaikeissa tapauksissa se voi aiheuttaa lämpökarkaa, mikä johtaa litiumakun syttymiseen ja palamiseen.
Miten hansikaslokerot voivat ratkaista nämä ongelmat?
The hansikaslokero ratkaisee positiivisten elektrodien materiaalien ongelman, joka pelkää happea ja kosteutta rakentamalla tiiviin tilan, joka on eristetty ulkoilmasta, täyttämällä sen inertillä kaasulla ja puhdistamalla laatikon sisällä olevan kaasun äärettömällä kierrolla.
Käsinekotelot on yleensä valmistettu ruostumattomasta teräksestä laatikon materiaalina, joka on kestävää eikä muotoile; Saumaton hitsaus eliminoi liitosraot, ja tiivisterakenne sisältää useita tiivisteliuskoja ja tiivistettyjä käsinerajapintoja, jotka luovat ulkopuolelta eristetyn tilan ja estävät hapen ja kosteuden pääsyn hansikaslokeroon ulkopuolelta.
Käsinekotelon sisällä täytetään inerttejä kaasuja, kuten argonia ja typpeä. Näillä inertillä kaasulla on vakaat kemialliset ominaisuudet ja ne reagoivat tuskin muiden aineiden kanssa. Tällä tavalla positiiviset elektrodimateriaalit, kuten ternäärinen litium ja litiumkobolttioksidi, eivät joudu kosketuksiin hapettavan hapen kanssa käsittelyn, varastoinnin tai hansikaslokeroon asennuksen aikana, jolloin vältetään metallin ruostumisen kaltainen 'ruoste- ja huononemisreaktio' -reaktio, varmistetaan litiumparistojen sisäisen sähkökemiallisen reaktion stabiilius, litiumakkujen kokonaiskapasiteetti ja loppukapasiteetti.
Käsinekotelon kiertopuhdistusjärjestelmä voi jatkuvasti kiertää ja suodattaa kaasua laatikon sisällä, puhdistaa siinä olevan veden ja hapen sekä ylläpitää vesi- ja happipitoisuutta rasiassa <1 ppm. Tämä estää myös elektrolyyttiä joutumasta kosketuksiin veden kanssa hansikaslokeron sisällä, mikä estää litiumsuolojen hydrolyysin tuottaen syövyttävää fluorivetyhappoa ja muita aineita, suojaa tehokkaasti litiumakkujen elektrodeja ja sisäosia korroosiolta ja pidentää litiumakkujen käyttöikää.
Tehokas suodatin (HEPA) ja muut hansikaslokeron laitteet voivat suodattaa pienet pölyhiukkaset kaasusta, mikä tekee lähes mahdottomaksi pölyn tai epäpuhtauksien pääsyn litiumakkujen sisälle tutkimuksen ja kehityksen tai tuotannon aikana.
Hansikaslokeroihin voidaan integroida pinnoite, pakkaus ja muut laitteet, jotta saavutetaan yhden luukun tuotanto materiaaleista akkuihin. Hansikaslokerot eivät ole vain 'laatikoita', vaan litiumakkujen valmistuksen infrastruktuuri: litiumakkujen valmistuksessa ne ovat turvasuojia materiaalien pilaantumisen ja räjähdysvaaran estämiseksi; Litiumakkujen tutkimukselle ja kehitykselle se on kasvualusta innovaatioille, mikä edistää läpimurtoja korkean energiatiheyden akuissa; Jokaisella litiummetalliakkujen automatisoidulla tuotantolinjalla on hansikaslokeroiden varjo.
