Pourquoi la fabrication de batteries au lithium ne peut-elle pas se passer d’une boîte à gants ?
Les matériaux des batteries au lithium suscitent trois peurs : la peur de l’oxygène, la peur de l’humidité et la peur de la pollution.
Peur de l'oxygène : Les matériaux d'électrode positive des batteries au lithium, tels que le lithium ternaire et l'oxyde de lithium-cobalt, ont des propriétés chimiques relativement actives et réagissent lorsqu'ils entrent en contact avec l'oxygène. Ce processus est similaire à la rouille du métal, où l'oxygène érode progressivement la structure du matériau de l'électrode positive, provoquant des modifications de sa disposition atomique interne et de sa composition chimique, entraînant une diminution de l'efficacité de la réaction électrochimique à l'intérieur de la batterie au lithium. En conséquence, la quantité d’électricité que la batterie au lithium peut stocker et libérer pendant la charge et la décharge diminue, ce que nous appelons une diminution de la capacité de la batterie au lithium. Cela affecte sérieusement les performances globales et l’endurance de la batterie.
Peur de l'humidité : Le vecteur du transport des ions dans les batteries au lithium est l'électrolyte, qui contient des solvants organiques et des sels de lithium. L'humidité peut provoquer l'hydrolyse des sels de lithium présents dans l'électrolyte, produisant des substances corrosives telles que l'acide fluorhydrique. Ces substances corroderont lentement les électrodes et autres composants à l’intérieur de la batterie au lithium. Au fil du temps, la résistance à l’intérieur de la batterie au lithium augmente progressivement, l’efficacité de charge et de décharge diminue et la durée de vie de la batterie au lithium est en conséquence raccourcie. Ce qui est encore plus dangereux, c'est que l'électrode négative en métal et lithium a une activité chimique élevée et qu'elle subira une violente réaction chimique lorsqu'elle entrera en contact avec l'eau, libérant une grande quantité d'hydrogène gazeux et générant une chaleur extrêmement élevée. Dans l'espace limité des batteries au lithium, il est extrêmement facile de provoquer des incendies, menaçant gravement la sécurité personnelle et la sécurité des équipements des utilisateurs.
Peur de la pollution : les exigences en matière de propreté environnementale à l'intérieur des batteries au lithium sont presque strictes, et même de minuscules particules de poussière ou d'autres impuretés mélangées peuvent avoir de graves conséquences. La poussière et les impuretés étant pour la plupart conductrices, lorsqu'elles pénètrent dans une batterie au lithium, elles peuvent former un chemin conducteur inattendu entre les électrodes positives et négatives, provoquant un court-circuit local dans la batterie. Lorsqu'un court-circuit se produit, le courant à l'intérieur de la batterie augmente instantanément, générant une grande quantité de chaleur, accélérant le vieillissement et l'endommagement des matériaux internes de la batterie, et dans les cas graves, cela peut provoquer un emballement thermique, conduisant à l'allumage et à la combustion de la batterie au lithium.
Comment les boîtes à gants peuvent-elles résoudre ces problèmes ?
Le La boîte à gants résout le problème des matériaux d'électrodes positives ayant peur de l'oxygène et de l'humidité en construisant un espace scellé isolé de l'air extérieur, en le remplissant de gaz inerte et en purifiant le gaz à l'intérieur de la boîte par une circulation infinie.
Les boîtes à gants sont généralement fabriquées en acier inoxydable comme matériau de la boîte, qui est durable et ne se déforme pas ; Le soudage sans couture élimine les espaces d'épissage et la structure d'étanchéité comprend plusieurs bandes d'étanchéité et des interfaces de gants scellées, créant un espace isolé de l'extérieur et empêchant l'oxygène et l'humidité de s'infiltrer dans la boîte à gants depuis l'extérieur.
À l’intérieur de la boîte à gants, des gaz inertes tels que l’argon et l’azote seront remplis. Ces gaz inertes ont des propriétés chimiques stables et réagissent peu avec d'autres substances. De cette façon, les matériaux d'électrode positive tels que le lithium ternaire et l'oxyde de cobalt de lithium n'entreront pas en contact avec l'oxygène oxydant pendant le traitement, le stockage ou l'assemblage dans une boîte à gants, évitant ainsi la réaction de « rouille et de détérioration » similaire à la rouille du métal, assurant la stabilité de l'efficacité de la réaction électrochimique interne des batteries au lithium, maintenant la capacité normale, les performances globales et l'endurance des batteries au lithium.
Le système de purification par circulation de la boîte à gants peut circuler et filtrer en continu le gaz à l'intérieur de la boîte, purifier l'eau et l'oxygène qu'elle contient et maintenir la teneur en eau et en oxygène dans la boîte < 1 ppm. Cela empêche également l'électrolyte d'entrer en contact avec l'eau à l'intérieur de la boîte à gants, empêchant ainsi l'hydrolyse des sels de lithium pour produire de l'acide fluorhydrique corrosif et d'autres substances, protégeant efficacement les électrodes et les composants internes des batteries au lithium de la corrosion et prolongeant la durée de vie des batteries au lithium.
Le filtre à haute efficacité (HEPA) et d'autres équipements présents dans la boîte à gants peuvent filtrer les petites particules de poussière présentes dans le gaz, ce qui rend presque impossible la pénétration de poussière ou d'impuretés à l'intérieur des batteries au lithium pendant la recherche et le développement ou la production.
Les boîtes à gants peuvent intégrer des équipements de revêtement, d'emballage et autres pour parvenir à une production centralisée, des matériaux aux batteries. Les boîtes à gants ne sont pas de simples « boîtes », mais l'infrastructure de fabrication des batteries au lithium : pour la production de batteries au lithium, elles sont des garde-fous pour prévenir la détérioration des matériaux et les risques d'explosion ; Pour la recherche et le développement des batteries au lithium, il s’agit d’un terrain fertile pour l’innovation, conduisant à des percées dans le domaine des batteries à haute densité énergétique ; Chaque ligne de production automatisée de batteries au lithium métal a l’ombre d’une boîte à gants.
