Tegen de achtergrond van de snelle ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen, energieopslagsystemen en consumentenelektronica stellen lithiumbatterijen, als belangrijke energiedragers, hoge eisen aan materiaalstabiliteit, milieugevoeligheid en veiligheid in hun productieprocessen. Handschoenenkastjes , met hun nauwkeurige controle over het milieu, zijn belangrijke apparatuur geworden in het onderzoeks- en productieproces van lithiumbatterijen.
1. Waarom hebben fabrikanten van lithiumbatterijen handschoenenkastjes nodig?
De elektrodematerialen (zoals lithiumkobaltoxide, ternaire materialen, lithiumijzerfosfaat) en elektrolyten (die ontvlambare organische oplosmiddelen bevatten) van lithiumbatterijen zijn extreem gevoelig voor lucht, vocht en temperatuur: de chemische activiteit van het positieve elektrodemateriaal maakt het bijvoorbeeld gemakkelijk om in de lucht te oxideren, en lithiumkobaltoxide kan brand veroorzaken als gevolg van thermische ontleding; Materialen op basis van rijk lithium-mangaan moeten strikt worden geïsoleerd van zuurstof om structurele instorting te voorkomen; Hoewel lithiumijzerfosfaat een hoge stabiliteit heeft, kan het in vochtige omgevingen hydrolyse ondergaan. Het productieproces van lithiumbatterijen moet dus worden uitgevoerd in een atmosfeeromgeving die water en zuurstof strikt kan controleren. Handschoenkasten met lithiumbatterijen kunnen een nauwkeurige en regelbare inerte atmosfeer bieden.
2. De rol van handschoenenkasten bij de productie van lithiumbatterijen
Het handschoenenkastje lost veel problemen op bij de productie van lithiumbatterijen door een inerte atmosfeer (zoals stikstof, argon) en vochtigheidsregeling te creëren:
1. Voorkom materiële oxidatie en vervuiling
Tijdens het proces van het bereiden van positieve elektrodematerialen, van het mengen van grondstoffen tot het sinteren, kan de handschoenenkast een zuurstofvrije omgeving bieden, waardoor de oxidatie van metaalpoeders zoals kobalt en nikkel effectief wordt vermeden. Tijdens het mengproces zullen sommige metalen, indien blootgesteld aan zuurstof, eerst oxideren, wat resulteert in een ongelijkmatige materiaalsamenstelling en een negatieve invloed op de prestaties van de elektrode. Tijdens het sinterproces is de reactieactiviteit tussen het materiaal en zuurstof hoger in omgevingen met hoge temperaturen. De functie van het handschoenenkastje om zuurstof te isoleren kan de integriteit van de elektrodestructuur garanderen, de kwaliteit van het positieve elektrodemateriaal garanderen en zo de algehele prestaties van de batterij verbeteren.
2. Zorg voor de veiligheid van elektrolyt
De voorbereiding, coating en verpakking van de elektrolyt worden allemaal voltooid in een handschoenenkastje, dat externe zuurstof en vocht kan isoleren. Zodra de organische oplosmiddelen in de elektrolyt in contact komen met vocht, kunnen hydrolysereacties optreden, waardoor de samenstelling van de elektrolyt verandert en de prestaties ervan afnemen. Tegelijkertijd kan de inerte atmosfeer van de handschoenenkast ook een rol blijven spelen in het coating- en verpakkingsproces. Voor sommige nieuwe vaste elektrolyten, zoals sulfidesystemen, is hun gevoeligheid voor lucht extreem hoog, en zelfs extreem kleine hoeveelheden luchtcontact kunnen leiden tot een aanzienlijke vermindering van hun prestaties. Daarom moet het hele proces, van synthese tot verpakking, in een handschoenenkast worden voltooid om het risico op explosies te verminderen en de veiligheid van het productieproces te garanderen.
3. Controleer de negatieve elektrodereactieactiviteit
De afzetting van de negatieve elektrode van lithiummetaal moet worden uitgevoerd in een omgeving met ultralage vochtigheid en zuurstofvrije omgeving om dendrietvorming van lithiummetaal tijdens het afzettingsproces te voorkomen. De groei van dendrieten zal zich gedragen als doornen, die door de afscheider in de batterij heen prikken, kortsluiting veroorzaken en uiteindelijk leiden tot thermische overstroming; De voorbehandeling van op silicium gebaseerde negatieve elektroden (zoals oppervlaktecoating) is afhankelijk van bescherming inerte atmosfeer. Zonder de inerte atmosfeer die door de handschoenenkast wordt geboden, zijn op silicium gebaseerde negatieve elektroden gevoelig voor reactie met zuurstof om een isolatielaag te vormen tijdens het voorbehandelingsproces. Deze isolatielaag belemmert de overdracht van elektronen, waardoor de laad- en ontlaadprestaties van de batterij aanzienlijk worden verminderd.
4. Ondersteun het onderzoek en de ontwikkeling van materialen met een hoge energiedichtheid
Het handschoenenkastje zorgt voor een zeer schone, zuurstof- en watervrije atmosfeer. Hoogwaardige lithiumbatterijmaterialen met een hoge energiedichtheid ondergaan een reeks experimenten, zoals materiaalsynthese, modificatie en testen in het handschoenenkastje, waarbij interferentie door zuurstof en vocht in de lucht wordt vermeden en de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van experimentele gegevens wordt gegarandeerd. Met de steun van het handschoenenkastje kunnen onderzoekers de relatie tussen de structuur en de prestaties van materialen dieper onderzoeken, de samenstelling en het bereidingsproces van materialen voortdurend optimaliseren en een solide basis leggen voor de ontwikkeling van lithiumbatterijmaterialen met een hogere energiedichtheid.
