Dengan perkembangan pesat teknologi moden, bateri keadaan pepejal logam litium, sebagai peranti storan tenaga yang cekap dan bersih, telah digunakan dalam banyak bidang, daripada peranti elektronik mudah alih kepada kenderaan tenaga baharu, dan juga sistem penyimpanan tenaga berskala besar. Prestasi bateri litium sangat bergantung pada kualiti dan kestabilan bahan dan komponen dalaman mereka, yang sangat sensitif kepada kelembapan dan oksigen dalam persekitaran. Kotak sarung tangan memainkan peranan penting dalam pembangunan bateri litium sebagai peranti yang boleh memberikan kawalan tepat terhadap persekitaran bebas air dan oksigen.
Kepekaan bahan bateri litium kepada air dan oksigen
Bahan elektrod bateri litium, seperti bahan grafit untuk elektrod negatif dan litium kobalt oksida, fosfat besi litium, bahan terner (nikel kobalt mangan oksida, dll.) untuk elektrod positif, serta elektrolit, akan mengalami satu siri tindak balas buruk apabila bersentuhan dengan air atau oksigen. Kelembapan boleh bertindak balas dengan logam litium atau garam litium untuk menghasilkan bahan seperti litium hidroksida, yang bukan sahaja menggunakan sumber litium aktif tetapi juga boleh menyebabkan kerosakan struktur dan kemerosotan prestasi bahan elektrod. Oksigen boleh mengoksidakan bahan elektrod, mengubah komposisi kimia dan sifat elektrokimianya, seperti mengubah struktur kekisi bahan elektrod positif, mengurangkan kekonduksian dan keupayaan penyebaran ion litium. Di samping itu, tindak balas sampingan yang disebabkan oleh air dan oksigen juga boleh menghasilkan gas, yang membawa kepada peningkatan tekanan dalaman bateri dan menimbulkan bahaya keselamatan, yang memberi kesan serius kepada penunjuk prestasi utama seperti kapasiti, hayat kitaran dan kecekapan nyahcas bateri litium.
Penggunaan kotak sarung tangan dalam penyediaan bahan elektrod
1. Pemprosesan bahan mentah
Pada peringkat awal penyediaan bahan elektrod, pelbagai bahan mentah seperti serbuk oksida logam, garam litium, dan lain-lain perlu ditimbang dengan tepat dan pra dirawat dalam kotak sarung tangan. Disebabkan oleh kepekaan bahan mentah ini kepada air dan oksigen, persekitaran kontang dan bebas oksigen kotak sarung tangan (biasanya dengan kandungan lembapan kurang daripada 1ppm dan kandungan oksigen kurang daripada 1ppm) boleh menghalang bahan mentah daripada menyerap lembapan atau teroksida secara berkesan semasa proses penimbangan, memastikan ketulenan nisbah bahan mentah dan ketepatan ketepatan. Sebagai contoh, dalam penyediaan bahan katod besi fosfat besi litium, nisbah tepat sumber besi, sumber litium dan sumber fosforus adalah asas untuk mendapatkan bahan berprestasi tinggi, dan kotak sarung tangan memberikan jaminan yang boleh dipercayai untuk proses ini.
2. Mencampur dan mensinter
Bahan mentah yang ditimbang dicampur dalam kotak sarung tangan, dan bahan mentah yang berbeza dicampur secara seragam menggunakan kaedah pencampuran mekanikal seperti pengilangan bebola. Proses pensinteran seterusnya biasanya dijalankan dalam kotak sarung tangan atau relau suasana lengai yang disambungkan kepadanya. Semasa proses pensinteran, persekitaran bebas kontang dan oksigen membantu membentuk struktur kristal yang seragam dan mengelakkan penjanaan kekotoran. Sebagai contoh, untuk pensinteran bahan elektrod positif terner, persekitaran suhu dan suasana yang sesuai dalam sistem kotak sarung tangan boleh mengagihkan unsur-unsur seperti nikel, kobalt dan mangan secara sama rata dalam struktur kristal, meningkatkan prestasi elektrokimia bahan.
Penggunaan kotak sarung tangan dalam pemasangan bateri litium
1. pemprosesan kutub
Lembaran elektrod positif dan negatif yang disediakan perlu diproses selanjutnya dalam kotak sarung tangan sebelum pemasangan, seperti salutan dengan pelekat, pengeringan dan operasi lain. Operasi ini dijalankan dalam persekitaran kontang dan anaerobik untuk mengelakkan pencemaran atau pengoksidaan permukaan elektrod, memastikan kerataan elektrod dan pengedaran seragam bahan aktif. Sebagai contoh, pelekat polyvinylidene fluoride (PVDF) yang disalut pada polarizer mungkin mengalami hidrolisis dengan kehadiran air dan oksigen, yang menjejaskan prestasi ikatannya. Persekitaran kotak sarung tangan berkesan mengelakkan masalah ini.
2. Proses pemasangan bateri
Pemasangan bateri, termasuk proses memasang komponen seperti elektrod positif dan negatif, pemisah, dan elektrolit ke dalam sel bateri, semuanya disiapkan dalam kotak sarung tangan. Selepas menyusun atau menggulung polarizer dan diafragma dalam susunan yang direka bentuk, masukkan jumlah elektrolit yang tepat ke dalam kotak sarung tangan. Elektrolit umumnya mengandungi garam litium dan pelarut organik, yang sangat sensitif terhadap air dan oksigen. Kotak sarung tangan memastikan bahawa elektrolit tidak bersentuhan dengan air dan oksigen semasa proses suntikan, menghalang penguraian dan kemerosotannya, dengan itu memastikan bateri boleh berfungsi dengan normal dan mempunyai prestasi yang baik.
Penggunaan Kotak Sarung Tangan dalam Ujian Prestasi Bateri Keadaan Pepejal Logam Litium
Penyediaan sampel ujian
Sebelum menjalankan ujian prestasi bateri, seperti ujian cas dan nyahcas, ujian hayat kitaran, ujian prestasi kadar, dsb., sampel ujian perlu dibungkus dan disambungkan dalam kotak sarung tangan. Untuk bateri butang atau silinder, ia juga perlu untuk beroperasi dalam kotak sarung tangan apabila menguji elektrod untuk mengelakkan pengoksidaan atau pencemaran bahagian sambungan dan memastikan ketepatan dan kebolehpercayaan data ujian.
Kotak sarung tangan memainkan peranan penting dalam pelbagai aspek penyelidikan dan pembangunan bateri keadaan pepejal logam litium , daripada penyediaan bahan elektrod, pemasangan bateri kepada ujian prestasi. Ia menyediakan suasana yang sangat stabil dan terkawal tanpa air dan oksigen untuk penyelidikan dan pembangunan bateri litium, dengan berkesan mengelakkan kesan buruk air dan oksigen pada bahan dan komponen bateri litium, memastikan ketepatan dan kebolehpercayaan proses penyelidikan dan pembangunan.
