Неліктен литий аккумуляторын өндіру қолғап қорабынсыз жасай алмайды?
Литий батареяларының материалдарында үш қорқыныш бар: оттегі қорқынышы, ылғалдан қорқу және ластанудан қорқу.
Оттегінен қорқады: үштік литий және литий кобальт оксиді сияқты литий батареяларының оң электродтық материалдары салыстырмалы түрде белсенді химиялық қасиеттерге ие және олар оттегімен байланыста болған кезде әрекет етеді. Бұл процесс металдың тот басуына ұқсас, мұнда оттегі оң электрод материалының құрылымын біртіндеп бұзады, оның ішкі атомдық орналасуы мен химиялық құрамының өзгеруіне әкеледі, нәтижесінде литий батареясының ішіндегі электрохимиялық реакция тиімділігі төмендейді. Нәтижесінде литий батареясының зарядтау және зарядсыздандыру кезінде сақтауға және босатуға болатын электр энергиясының мөлшері азаяды, бұл біз литий батареясының сыйымдылығының төмендеуі деп атаймыз. Бұл батареяның жалпы өнімділігі мен төзімділігіне айтарлықтай әсер етеді.
Ылғалдан қорқу: Литий батареяларындағы иондарды тасымалдау үшін тасымалдаушы органикалық еріткіштер мен литий тұздары бар электролит болып табылады. Ылғал электролиттегі литий тұздарының гидролизденіп, фтор қышқылы сияқты коррозиялық заттардың түзілуіне әкелуі мүмкін. Бұл заттар литий батареясының ішіндегі электродтар мен басқа компоненттерді баяу тоттандырады. Уақыт өте келе литий батареясының ішіндегі кедергі бірте-бірте артады, зарядтау және разрядтау тиімділігі төмендейді, нәтижесінде литий батареясының қызмет ету мерзімі қысқарады. Одан да қауіптісі, металл литий теріс электродының жоғары химиялық белсенділігі бар және ол сумен жанасқанда қатты химиялық реакцияға түсіп, сутегі газының көп мөлшерін бөліп, өте жоғары жылу шығарады. Литий батареяларының шектеулі кеңістігінде пайдаланушылардың жеке қауіпсіздігіне және жабдықтың қауіпсіздігіне елеулі қатер төндіретін өрт тудыру өте оңай.
Ластанудан қорқу: Литий батареяларының ішіндегі қоршаған ортаға қойылатын тазалық талаптары дерлік қатаң, тіпті ұсақ шаң бөлшектері немесе араласқан басқа қоспалар да ауыр зардаптарға әкелуі мүмкін. Шаң мен қоспалар негізінен өткізгіш болғандықтан, олар литий батареясына кіргенде, олар оң және теріс электродтар арасында күтпеген өткізгіш жолды құрып, батареяда жергілікті қысқа тұйықталуды тудыруы мүмкін. Қысқа тұйықталу орын алған кезде, батареяның ішіндегі ток бірден артып, үлкен көлемдегі жылуды тудырады, батареяның ішкі материалдарының қартаюын және зақымдануын тездетеді, ал ауыр жағдайларда ол термиялық қашуды тудыруы мүмкін, бұл литий батареясының тұтануына және жануына әкеледі.
Қолғап қораптары бұл мәселелерді қалай шеше алады?
The Қолғап қорабы сыртқы ауадан оқшауланған жабық кеңістік құру, оны инертті газбен толтыру және қорап ішіндегі газды шексіз айналым арқылы тазарту арқылы оттегі мен ылғалдан қорқатын оң электродтық материалдар мәселесін шешеді.
Қолғап қораптары әдетте қорап материалы ретінде тот баспайтын болаттан жасалған, ол берік және деформацияланбайды; Жіксіз дәнекерлеу қосылыс саңылауларын жояды, ал тығыздау құрылымы сырттан оқшауланған кеңістікті құра отырып, қолғап қорапшасына сырттан оттегі мен ылғалдың түсуіне жол бермейтін бірнеше тығыздау жолақтары мен мөрленген қолғап интерфейстерін қамтиды.
Қолғап қорапшасының ішінде аргон және азот сияқты инертті газдар толтырылады. Бұл инертті газдар тұрақты химиялық қасиеттерге ие және басқа заттармен әрең әрекеттеседі. Осылайша, үштік литий және литий кобальт оксиді сияқты оң электродтық материалдар өңдеу, сақтау немесе қолғап қорапшасында құрастыру кезінде тотықтырғыш оттегімен байланысқа түспейді, металл тот басуға ұқсас 'тоттану және нашарлау' реакциясын болдырмайды, ішкі электрохимиялық реакцияның тұрақтылығын қамтамасыз етеді, литтің қалыпты өнімділігін және беріктігін сақтайды. литий батареялары.
Қолғап қорапшасының айналымды тазарту жүйесі қорап ішіндегі газды үздіксіз айналдырып, сүзіп, ондағы су мен оттегін тазартып, қораптағы су мен оттегінің мазмұнын <1ppm сақтай алады. Бұл сондай-ақ электролиттің қолғап қорапшасының ішіндегі сумен жанасуын болдырмайды, осылайша литий тұздарының коррозиялық фтор қышқылын және басқа заттарды өндіру үшін гидролизіне жол бермейді, литий батареяларының электродтары мен ішкі компоненттерін коррозиядан тиімді қорғайды және литий батареяларының қызмет ету мерзімін ұзартады.
Қолғап қорапшасындағы жоғары тиімді сүзгі (HEPA) және басқа жабдық газдағы ұсақ шаң бөлшектерін сүзіп тастай алады, бұл ғылыми-зерттеу және әзірлеу немесе өндіру кезінде литий батареяларының ішіне шаң немесе қоспалардың енуін мүмкін емес етеді.
Қолғап қораптары материалдардан батареяларға дейін бір реттік өндіріске қол жеткізу үшін жабындарды, орауыштарды және басқа жабдықты біріктіре алады. Қолғап қораптары жай 'қораптар' емес, литий батареяларын өндіруге арналған инфрақұрылым: литий батареяларын өндіру үшін олар материалдың тозуын және жарылыс қаупін болдырмайтын қауіпсіздік қорғанысы болып табылады; Литий аккумуляторларын зерттеу және дамыту үшін бұл инновациялар үшін өсіру алаңы, жоғары энергиялық тығыздықтағы аккумуляторлардағы серпілістерге; Литий-металл батареяларына арналған әрбір автоматтандырылған өндіріс желісі қолғап қораптарының көлеңкесіне ие.
