На тлі стрімкого розвитку нових енергетичних транспортних засобів, систем накопичення енергії та споживчої електроніки літієві батареї, як важливі носії енергії, пред’являють високі вимоги до стабільності матеріалу, чутливості до навколишнього середовища та безпеки в процесі їх виробництва. Бардачки з їх точним контролем над навколишнім середовищем стали важливим обладнанням у процесі дослідження та виробництва літієвих батарей.
Матеріали електродів (такі як оксид літію-кобальту, потрійні матеріали, фосфат літію-заліза) та електроліти (містять легкозаймисті органічні розчинники) літієвих батарей надзвичайно чутливі до повітря, вологи та температури: наприклад, хімічна активність матеріалу позитивного електрода полегшує його окислення на повітрі, а оксид літію-кобальту може спричинити пожежі внаслідок термічного розкладання; Матеріали на основі багатого літію і марганцю повинні бути строго ізольовані від кисню, щоб запобігти руйнуванню конструкції; Хоча фосфат літію заліза має високу стабільність, він може піддаватися гідролізу у вологому середовищі. Таким чином, процес виробництва літієвих батарей повинен здійснюватися в атмосфері, яка може суворо контролювати воду та кисень. Бардачки з літієвими акумуляторами можуть забезпечити точне та контрольоване середовище інертної атмосфери.
2、 Роль бардачків у виробництві літієвих батарей
Бардачок вирішує багато проблем у виробництві літієвих акумуляторів, створюючи інертну атмосферу (наприклад, азот, аргон) і контролюючи вологість:
1. Запобігайте окисленню матеріалу та забрудненню
У процесі підготовки матеріалів для позитивних електродів, від змішування сировини до спікання, бардачок може забезпечити безкисневе середовище, ефективно уникаючи окислення металевих порошків, таких як кобальт і нікель. У процесі змішування, піддаючись дії кисню, деякі метали спочатку окисляться, що призведе до нерівномірного складу матеріалу та негативного впливу на роботу електрода. Під час процесу спікання активність реакції між матеріалом і киснем вища у високотемпературних середовищах. Функція бардачка для ізоляції кисню може забезпечити цілісність структури електрода, гарантувати якість матеріалу позитивного електрода та таким чином покращити загальну продуктивність батареї.
2. Забезпечити збереження електроліту
Підготовка, покриття та упаковка електроліту завершуються в бардачку, який може ізолювати зовнішній кисень і вологу. Коли органічні розчинники в електроліті вступають у контакт з вологою, можуть відбутися реакції гідролізу, змінюючи склад електроліту та знижуючи його продуктивність. У той же час середовище інертної атмосфери бардачка також може продовжувати відігравати роль у процесі нанесення покриття та пакування. Для деяких нових твердих електролітів, таких як сульфідні системи, їхня чутливість до повітря є надзвичайно високою, і навіть надзвичайно невелика кількість повітряного контакту може призвести до значного зниження їх продуктивності. Тому весь процес від синтезу до пакування має проходити в бардачку, щоб зменшити ризик вибуху та забезпечити безпеку виробничого процесу.
3. Контроль активності реакції негативного електроду
Осадження металевого літієвого негативного електрода необхідно проводити в середовищі з наднизькою вологістю та без кисню, щоб запобігти утворенню дендритів металевого літію під час процесу осадження. Зростання дендритів діятиме як шипи, пронизуючи сепаратор всередині батареї, спричиняючи коротке замикання та, зрештою, призводячи до перегріву; Попередня обробка негативних електродів на основі кремнію (наприклад, покриття поверхні) залежить від захисту інертної атмосфери. Без інертної атмосфери, створеної бардачком, негативні електроди на основі кремнію схильні реагувати з киснем, утворюючи ізоляційний шар під час процесу попередньої обробки. Цей ізоляційний шар перешкоджатиме передачі електронів, значно знижуючи продуктивність заряджання та розряджання акумулятора.
4. Підтримувати дослідження та розробку матеріалів з високою щільністю енергії
Бардачок забезпечує дуже чисту атмосферу без кисню та води. Високопродуктивні літієві батареї з високою щільністю енергії проходять серію експериментів, таких як синтез матеріалу, модифікація та випробування всередині бардачка, уникаючи перешкод від кисню та вологи в повітрі та забезпечуючи точність і надійність експериментальних даних. Завдяки підтримці бардачка дослідники можуть глибше досліджувати взаємозв’язок між структурою та характеристиками матеріалів, постійно оптимізувати склад і процес підготовки матеріалів, а також закласти міцну основу для розробки матеріалів для літієвих батарей з високою щільністю енергії.
