Me zhvillimin e shpejtë të teknologjisë moderne, bateritë e gjendjes së ngurtë prej metali litium, si një pajisje efikase dhe e pastër e ruajtjes së energjisë, janë aplikuar në shumë fusha, nga pajisjet elektronike portative deri tek automjetet me energji të reja, madje edhe sistemet e ruajtjes së energjisë në shkallë të gjerë. Performanca e baterive të litiumit varet shumë nga cilësia dhe qëndrueshmëria e materialeve dhe përbërësve të tyre të brendshëm, të cilët janë jashtëzakonisht të ndjeshëm ndaj lagështirës dhe oksigjenit në mjedis. Kutitë e dorezave luajnë një rol vendimtar në zhvillimin e baterive të litiumit si një pajisje që mund të sigurojë kontroll të saktë të një mjedisi pa ujë dhe oksigjen.
Ndjeshmëria e materialeve të baterive litium ndaj ujit dhe oksigjenit
Materialet e elektrodës së baterive të litiumit, të tilla si materiali grafit për elektrodën negative dhe oksidi i kobaltit të litiumit, fosfati i hekurit të litiumit, materialet treshe (oksidi i manganit të nikelit të kobaltit, etj.) për elektrodën pozitive, si dhe elektrolitet, do t'i nënshtrohen një sërë reaksionesh negative kur janë në kontakt me ujin ose oksigjenin. Lagështia mund të reagojë me metalin e litiumit ose kripën e litiumit për të prodhuar substanca të tilla si hidroksidi i litiumit, i cili jo vetëm që konsumon burimin aktiv të litiumit, por gjithashtu mund të çojë në dëmtime strukturore dhe degradim të performancës së materialeve të elektrodës. Oksigjeni mund të oksidojë materialet e elektrodës, duke ndryshuar përbërjen e tyre kimike dhe vetitë elektrokimike, të tilla si ndryshimi i strukturës së rrjetës së materialeve të elektrodës pozitive, duke zvogëluar përçueshmërinë e tyre dhe aftësinë e difuzionit të joneve të litiumit. Përveç kësaj, reaksionet anësore të shkaktuara nga uji dhe oksigjeni mund të prodhojnë gjithashtu gazra, duke çuar në një rritje të presionit të brendshëm të baterisë dhe duke paraqitur një rrezik sigurie, duke ndikuar seriozisht në treguesit kryesorë të performancës si kapaciteti, jetëgjatësia e ciklit dhe efikasiteti i shkarkimit të baterive të litiumit.
Aplikimi i kutisë së dorezave në përgatitjen e materialit të elektrodës
1. Përpunimi i lëndës së parë
Në fazën fillestare të përgatitjes së materialit të elektrodës, lëndët e para të ndryshme si pluhurat e oksidit të metalit, kripërat e litiumit, etj. duhet të peshohen me saktësi dhe të trajtohen paraprakisht në një kuti dorezash. Për shkak të ndjeshmërisë së këtyre lëndëve të para ndaj ujit dhe oksigjenit, mjedisi anhidrik dhe pa oksigjen i kutisë së dorezave (zakonisht me një përmbajtje lagështie më të vogël se 1 ppm dhe një përmbajtje oksigjeni më pak se 1 ppm) mund të parandalojë në mënyrë efektive lëndët e para nga thithja e lagështisë ose oksidimi i lëndëve të para gjatë procesit të peshimit dhe pastrimit të shpejtë. raporti stekiometrik. Për shembull, në përgatitjen e materialeve katodë të fosfatit të hekurit të litiumit, raportet e sakta të burimit të hekurit, burimit të litiumit dhe burimit të fosforit janë baza për marrjen e materialeve me performancë të lartë dhe kutitë e dorezave ofrojnë garanci të besueshme për këtë proces.
2. Përzierja dhe shkrirja
Lëndët e para të peshuara përzihen në një kuti dorezash dhe lëndët e para të ndryshme përzihen në mënyrë uniforme duke përdorur metoda mekanike të përzierjes, siç është bluarja me top. Procesi i mëpasshëm i sinterizimit kryhet zakonisht në një kuti dorezash ose në një furrë me atmosferë inerte të lidhur me të. Gjatë procesit të sinterimit, një mjedis anhidrik dhe pa oksigjen ndihmon në formimin e një strukture uniforme kristalore dhe shmangien e gjenerimit të papastërtive. Për shembull, për shkrirjen e materialeve të elektrodës pozitive treshe, temperatura e përshtatshme dhe mjedisi i atmosferës në një sistem kuti dorezash mund të shpërndajnë në mënyrë të barabartë elementë të tillë si nikeli, kobalti dhe mangani në strukturën kristalore, duke përmirësuar performancën elektrokimike të materialit.
Aplikimi i kutisë së dorezave në montimin e baterive litium
1. Përpunimi polar
Fletët e përgatitura të elektrodës pozitive dhe negative duhet të përpunohen më tej në një kuti doreza përpara montimit, si p.sh. veshja me ngjitës, tharja dhe operacione të tjera. Këto operacione kryhen në një mjedis anhidrik dhe anaerobik për të parandaluar kontaminimin ose oksidimin e sipërfaqes së elektrodës, duke siguruar rrafshimin e elektrodës dhe shpërndarjen uniforme të substancave aktive. Për shembull, ngjitësi poliviniliden fluorid (PVDF) i veshur në polarizues mund t'i nënshtrohet hidrolizës në prani të ujit dhe oksigjenit, duke ndikuar në performancën e lidhjes së tij. Mjedisi i kutisë së dorezave e shmang në mënyrë efektive këtë problem.
2. Procesi i montimit të baterisë
Montimi i baterive, duke përfshirë procesin e montimit të komponentëve të tillë si elektrodat pozitive dhe negative, ndarësit dhe elektrolitet në qelizat e baterive, përfundon në një kuti dorezash. Pas grumbullimit ose mbështjelljes së polarizuesit dhe diafragmës sipas rendit të projektuar, injektoni një sasi të saktë të elektrolitit në kutinë e dorezave. Elektrolitet në përgjithësi përmbajnë kripëra litiumi dhe tretës organikë, të cilët janë jashtëzakonisht të ndjeshëm ndaj ujit dhe oksigjenit. Kutia e dorezave siguron që elektroliti të mos bie në kontakt me ujin dhe oksigjenin gjatë procesit të injektimit, duke parandaluar dekompozimin dhe përkeqësimin e tij, duke siguruar kështu që bateria të funksionojë normalisht dhe të ketë performancë të mirë.
Aplikimi i kutisë së dorezave në testimin e performancës së baterive metalike të litiumit në gjendje të ngurtë
Përgatitja e mostrave të provës
Përpara kryerjes së testeve të performancës së baterisë, të tilla si testet e ngarkimit dhe shkarkimit, testet e jetës së ciklit, testet e performancës së shkallës, etj., mostrat e provës duhet të paketohen dhe lidhen në një kuti dorezash. Për bateritë me butona ose cilindrikë, është gjithashtu e nevojshme të operoni në një kuti doreza kur testoni elektrodat për të parandaluar oksidimin ose kontaminimin e pjesëve të lidhjes dhe për të siguruar saktësinë dhe besueshmërinë e të dhënave të provës.
Kutitë e dorezave luajnë një rol të rëndësishëm në aspekte të ndryshme të Hulumtimi dhe zhvillimi i baterive në gjendje të ngurtë metali litium , nga përgatitja e materialit të elektrodës, montimi i baterisë deri te testimi i performancës. Ai siguron një atmosferë shumë të qëndrueshme dhe të kontrollueshme pa ujë dhe oksigjen për kërkimin dhe zhvillimin e baterive të litiumit, duke shmangur në mënyrë efektive efektet negative të ujit dhe oksigjenit në materialet dhe përbërësit e baterive të litiumit, duke siguruar saktësinë dhe besueshmërinë e procesit të kërkimit dhe zhvillimit.
