Почему производство литиевых аккумуляторов не может обойтись без перчаточного ящика?
У материалов для литиевых батарей есть три опасения: боязнь кислорода, боязнь влаги и боязнь загрязнения.
Боятся кислорода. Материалы положительных электродов литиевых батарей, такие как тройной литий и оксид лития-кобальта, обладают относительно активными химическими свойствами и реагируют при контакте с кислородом. Этот процесс аналогичен ржавлению металла, когда кислород постепенно разрушает структуру материала положительного электрода, вызывая изменения во внутреннем атомном расположении и химическом составе, что приводит к снижению эффективности электрохимической реакции внутри литиевой батареи. В результате количество электричества, которое литиевая батарея может накапливать и выделять во время зарядки и разрядки, уменьшается, что мы и называем уменьшением емкости литиевой батареи. Это серьезно влияет на общую производительность и срок службы аккумулятора.
Боязнь влаги: Переносчиком ионов в литиевых батареях является электролит, содержащий органические растворители и соли лития. Влага может привести к гидролизу солей лития в электролите с образованием коррозионно-активных веществ, таких как плавиковая кислота. Эти вещества будут медленно разъедать электроды и другие компоненты внутри литиевой батареи. Со временем сопротивление внутри литиевой батареи постепенно увеличивается, эффективность зарядки и разрядки снижается, в результате чего сокращается срок службы литиевой батареи. Что еще более опасно, так это то, что отрицательный электрод из металлического лития обладает высокой химической активностью и при контакте с водой вступает в бурную химическую реакцию, выделяя большое количество газообразного водорода и выделяя чрезвычайно сильное тепло. В ограниченном пространстве литиевых батарей чрезвычайно легко вызвать пожар, серьезно угрожающий личной безопасности и безопасности оборудования пользователей.
Боится загрязнения: требования к чистоте окружающей среды внутри литиевых батарей почти строгие, и даже мельчайшие частицы пыли или другие примеси, смешанные с ними, могут вызвать серьезные последствия. Поскольку пыль и примеси в основном являются проводящими, при попадании в литиевую батарею они могут образовывать неожиданный проводящий путь между положительным и отрицательным электродами, вызывая локальное короткое замыкание в батарее. При возникновении короткого замыкания ток внутри батареи мгновенно увеличивается, выделяя большое количество тепла, ускоряя старение и повреждение внутренних материалов батареи, а в тяжелых случаях это может вызвать тепловой выход, приводящий к возгоранию и возгоранию литиевой батареи.
Как перчаточные боксы могут решить эти проблемы?
Перчаточный ящик решает проблему того, что материалы положительных электродов боятся кислорода и влаги, создавая герметичное пространство, изолированное от внешнего воздуха, заполняя его инертным газом и очищая газ внутри ящика посредством бесконечной циркуляции.
Перчаточные ящики обычно изготавливаются из нержавеющей стали, которая является прочным и не деформируется; Бесшовная сварка исключает стыковые зазоры, а уплотнительная конструкция включает в себя несколько уплотнительных полос и герметичные перчаточные поверхности, создавая изолированное снаружи пространство и предотвращая проникновение кислорода и влаги в перчаточный ящик снаружи.
Внутри перчаточного ящика будут заполнены инертные газы, такие как аргон и азот. Эти инертные газы обладают стабильными химическими свойствами и практически не реагируют с другими веществами. Таким образом, материалы положительных электродов, такие как тройной литий и оксид лития-кобальта, не будут вступать в контакт с окисляющим кислородом во время обработки, хранения или сборки в перчаточном боксе, избегая реакции «ржавления и разрушения», аналогичной металлической ржавчине, обеспечивая стабильность эффективности внутренней электрохимической реакции литиевых батарей, поддерживая нормальную емкость, общую производительность и долговечность литиевых батарей.
Система циркуляционной очистки перчаточного бокса может непрерывно циркулировать и фильтровать газ внутри бокса, очищать воду и кислород в нем, а также поддерживать содержание воды и кислорода в боксе <1 ppm. Это также предотвращает контакт электролита с водой внутри перчаточного ящика, тем самым предотвращая гидролиз солей лития с образованием агрессивной плавиковой кислоты и других веществ, эффективно защищая электроды и внутренние компоненты литиевых батарей от коррозии и продлевая срок службы литиевых батарей.
Высокоэффективный фильтр (HEPA) и другое оборудование в перчаточном ящике могут отфильтровывать мелкие частицы пыли в газе, что делает практически невозможным попадание пыли или примесей внутрь литиевых батарей во время исследований, разработок или производства.
Перчаточные боксы могут включать в себя покрытие, упаковку и другое оборудование для обеспечения комплексного производства от материалов до батарей. Перчаточные боксы — это не просто «коробки», а инфраструктура для производства литиевых батарей: при производстве литиевых батарей они служат средством защиты, предотвращающим порчу материала и риск взрыва; Для исследований и разработок литиевых батарей это питательная среда для инноваций, способствующая прорывам в области батарей с высокой плотностью энергии; На каждой автоматизированной линии по производству литий-металлических аккумуляторов есть тень перчаточных боксов.
