グローブ ボックス: リチウム電池の「安全なキャビン」と「イノベーション インキュベーター」

• なぜリチウム電池の製造はグローブボックスなしではできないのでしょうか?

リチウム電池の材料には、酸素の恐怖、湿気の恐怖、汚染の恐怖という 3 つの恐怖があります。

1. 酸素を恐れる: 三元リチウムやコバルト酸リチウムなどのリチウム電池の正極材料は、比較的活性な化学的性質を持ち、酸素と接触すると反応します。このプロセスは金属の錆びに似ており、酸素が正極材料の構造を徐々に侵食し、内部の原子配列と化学組成に変化を引き起こし、その結果、リチウム電池内部の電気化学反応効率が低下します。その結果、充放電時にリチウム電池が蓄えたり放出したりできる電気の量が減少し、これをリチウム電池の容量の低下と呼びます。これはバッテリーの全体的なパフォーマンスと耐久性に重大な影響を与えます。

   
   

2. 湿気への恐れ: リチウム電池におけるイオン輸送のキャリアは、有機溶媒とリチウム塩を含む電解質です。湿気により電解質内のリチウム塩が加水分解し、フッ化水素酸などの腐食性物質が生成される可能性があります。これらの物質は、リチウム電池内の電極やその他のコンポーネントをゆっくりと腐食します。リチウム電池は時間が経つと内部の抵抗が徐々に増加し、充放電効率が低下し寿命が短くなります。さらに危険なのは、金属リチウム負極は化学活性が高く、水と接触すると激しい化学反応を起こし、大量の水素ガスを発生し、非常に高い熱を発生することです。リチウム電池の限られたスペースでは非常に火災が発生しやすく、ユーザーの個人の安全と機器の安全が著しく脅かされます。

   
   

3. 汚染を恐れる: リチウム電池内部の環境に対する清浄度要件はほぼ厳格であり、小さな塵やその他の不純物が混入しているだけでも重大な結果を引き起こす可能性があります。塵や不純物はほとんどが導電性であるため、リチウム電池に入ると、正極と負極の間に予期せぬ導電経路を形成し、電池内で局所的な短絡を引き起こす可能性があります。ひとたび短絡が発生すると、電池内部の電流が瞬時に増加して多量の熱が発生し、電池の内部材料の劣化や損傷が促進され、ひどい場合には熱暴走を引き起こしてリチウム電池の発火・燃焼につながる可能性があります。
   
   

   

• グローブボックスはこれらの問題をどのように解決できるのでしょうか?

の グローブボックスは 、外気と遮断された密閉空間を構築し、不活性ガスを充填し、ボックス内のガスを無限循環により浄化することで、正極材料が酸素や湿気を嫌う問題を解決します。

グローブボックスは、一般的にボックスの材質として耐久性があり、変形しないステンレス鋼で作られています。シームレス溶接により接合ギャップが排除され、シール構造には複数のシール ストリップとシールされたグローブ インターフェイスが含まれており、外部から隔離された空間を作り出し、外部からグローブ ボックス内に酸素や水分が浸入するのを防ぎます。

グローブボックス内にはアルゴンや窒素などの不活性ガスが封入されます。これらの不活性ガスは化学的性質が安定しており、他の物質と反応しにくいです。このようにして、三元リチウムやコバルト酸リチウムなどの正極材料は、加工、保管、またはグローブボックス内での組み立て中に酸化酸素と接触せず、金属の錆びと同様の「錆びや劣化」​​反応を回避し、リチウム電池の内部電気化学反応効率の安定性を確保し、リチウム電池の通常の容量、全体的な性能、耐久性を維持します。

グローブボックスの循環浄化システムは、ボックス内のガスを継続的に循環および濾過し、その中の水と酸素を浄化し、ボックス内の水と酸素の含有量を1ppm未満に維持できます。これにより、電解液がグローブボックス内の水と接触することも防止され、リチウム塩の加水分解による腐食性のフッ化水素酸やその他の物質の生成が防止され、リチウム電池の電極や内部部品が腐食から効果的に保護され、リチウム電池の耐用年数が延長されます。

グローブボックス内の高効率フィルター（HEPA）などにより、ガス中の小さな塵粒子を濾過することができるため、研究開発や生産時にリチウム電池内部に塵や不純物が侵入することはほとんどありません。

グローブボックスに塗装、包装などの設備を統合し、材料から電池までのワンストップ生産を実現します。グローブ ボックスは単なる「ボックス」ではなく、リチウム電池製造のインフラです。リチウム電池製造では、材料の劣化や爆発の危険を防ぐ安全装置です。リチウム電池の研究開発にとって、それはイノベーションの温床であり、高エネルギー密度電池のブレークスルーを推進します。リチウム金属電池の自動生産ラインには必ずグローブ ボックスの影があります。