Zakaj proizvodnja litijevih baterij ne more brez predala za rokavice?
Materiali za litijeve baterije imajo tri strahove: strah pred kisikom, strah pred vlago in strah pred onesnaženjem.
Strah pred kisikom: materiali pozitivnih elektrod litijevih baterij, kot sta ternarni litij in litijev kobaltov oksid, imajo relativno aktivne kemične lastnosti in reagirajo, ko pridejo v stik s kisikom. Ta proces je podoben rjavenju kovine, kjer kisik postopoma razjeda strukturo materiala pozitivne elektrode, kar povzroča spremembe v njeni notranji atomski razporeditvi in kemični sestavi, kar ima za posledico zmanjšanje učinkovitosti elektrokemične reakcije znotraj litijeve baterije. Posledično se zmanjša količina električne energije, ki jo lahko litijeva baterija shrani in sprosti med polnjenjem in praznjenjem, kar imenujemo zmanjšanje zmogljivosti litijeve baterije. To resno vpliva na splošno zmogljivost in vzdržljivost baterije.
Strah pred vlago: Nosilec za transport ionov v litijevih baterijah je elektrolit, ki vsebuje organska topila in litijeve soli. Vlaga lahko povzroči hidrolizacijo litijevih soli v elektrolitu, pri čemer nastanejo jedke snovi, kot je fluorovodikova kislina. Te snovi bodo počasi razjedale elektrode in druge komponente znotraj litijeve baterije. Sčasoma se upor v litijevi bateriji postopoma poveča, učinkovitost polnjenja in praznjenja se zmanjša, življenjska doba litijeve baterije pa se posledično skrajša. Še bolj nevarno pa je, da ima kovinska litijeva negativna elektroda visoko kemično aktivnost in da bo ob stiku z vodo podvržena siloviti kemični reakciji, pri čemer se bo sprostila velika količina vodikovega plina in ustvarila izjemno visoko toploto. V omejenem prostoru litijevih baterij je zelo enostavno povzročiti požare, ki resno ogrožajo osebno varnost in varnost opreme uporabnikov.
Strah pred onesnaženjem: Zahteve glede čistoče okolja v litijevih baterijah so skoraj stroge in celo drobni prašni delci ali druge nečistoče lahko povzročijo resne posledice. Ker so prah in nečistoče večinoma prevodni, lahko, ko vstopijo v litijevo baterijo, tvorijo nepričakovano prevodno pot med pozitivno in negativno elektrodo, kar povzroči lokalni kratek stik v bateriji. Ko pride do kratkega stika, se bo tok v bateriji takoj povečal, kar bo povzročilo veliko količino toplote, pospešilo staranje in poškodbe notranjih materialov baterije, v hudih primerih pa lahko povzroči toplotni beg, kar vodi do vžiga in izgorevanja litijeve baterije.
Kako lahko predal za rokavice reši te težave?
The Predal za rokavice rešuje problem materialov pozitivnih elektrod, ki se bojijo kisika in vlage, tako da zgradi zaprt prostor, izoliran od zunanjega zraka, ga napolni z inertnim plinom in prečisti plin v škatli z neskončnim kroženjem.
Predali za rokavice so na splošno izdelani iz nerjavečega jekla kot materiala zaboja, ki je trpežen in se ne deformira; Brezšivno varjenje odpravlja vrzeli med spajanjem, tesnilna struktura pa vključuje več tesnilnih trakov in zatesnjenih vmesnikov za rokavice, kar ustvarja prostor, izoliran od zunaj, in preprečuje prodiranje kisika in vlage v predal za rokavice od zunaj.
V predal za rokavice se bodo napolnili inertni plini, kot sta argon in dušik. Ti inertni plini imajo stabilne kemijske lastnosti in skoraj ne reagirajo z drugimi snovmi. Na ta način materiali pozitivnih elektrod, kot sta ternarni litij in litij-kobaltov oksid, ne bodo prišli v stik z oksidirajočim kisikom med obdelavo, shranjevanjem ali sestavljanjem v predalu za rokavice, s čimer se izognemo reakciji 'rjavenja in kvarjenja', podobni rjavenju kovin, zagotovimo stabilnost učinkovitosti notranje elektrokemične reakcije litijevih baterij, ohranimo normalno zmogljivost, splošno zmogljivost in vzdržljivost litijevih baterij.
Obtočni čistilni sistem predala za rokavice lahko neprekinjeno kroži in filtrira plin v predalu, prečisti vodo in kisik v njem ter vzdržuje vsebnost vode in kisika v predalu <1ppm. To prav tako preprečuje, da bi elektrolit prišel v stik z vodo v predalu za rokavice, s čimer se prepreči hidroliza litijevih soli za nastanek jedke fluorovodikove kisline in drugih snovi, kar učinkovito ščiti elektrode in notranje komponente litijevih baterij pred korozijo in podaljšuje življenjsko dobo litijevih baterij.
Visoko učinkovit filter (HEPA) in druga oprema v sovoznikovem predalu lahko filtrirata majhne prašne delce v plinu, zaradi česar je skoraj nemogoče, da bi prah ali nečistoče vstopili v notranjost litijevih baterij med raziskavami in razvojem ali proizvodnjo.
Predal za rokavice lahko vključuje premaze, embalažo in drugo opremo za doseganje proizvodnje na enem mestu, od materialov do baterij. Predali za rokavice niso le 'škatle', temveč infrastruktura za proizvodnjo litijevih baterij: za proizvodnjo litijevih baterij so varnostna varovala, ki preprečujejo propadanje materiala in nevarnosti eksplozije; Za raziskave in razvoj litijevih baterij je gojišče za inovacije, ki spodbujajo preboje na področju baterij z visoko energijsko gostoto; Vsaka avtomatizirana proizvodna linija za litijeve kovinske baterije ima senco predalov za rokavice.
