В областта на производството на литиеви батерии, едно на пръв поглед обикновено, но изключително важно оборудване - ръкавичната кутия - се превръща в основен инструмент за осигуряване на производителността на батериите и стимулиране на технологични пробиви. Тя създава ултрачиста среда, като изолира влагата, кислорода и примесите от въздуха, осигурявайки надеждни гаранции за синтеза на електродни материали, подготовката на електролити, сглобяването на батерии и тестването на производителността на литиеви батерии. Тази статия ще анализира техническата стойност и логиката на приложение на ръкавичната кутия за литиеви батерии от три аспекта: определение, основна функция и стратегия за избор.
1. Какво е литийЖабка за батерията
Жабката с литиева батерия е напълно затворено устройство. Чрез корпус от неръждаема стомана или прозрачен акрил, интерфейс за работа с ръкавица и система за пречистване на газ, съдържанието на кислород вътре се контролира под 1 ppm, а влагата под 0,1 ppm. Основната ѝ структура включва:
· Двуслойно запечатано тяло на кутията: Основното тяло на кутията е изолирано от преходното отделение и преди работа се извършва цикъл на вакуумно изпомпване и пълнене с инертен газ, за да се намали рискът от кръстосано замърсяване с 90%. Например, в стъпката на инжектиране на електролит в литиево-йонните батерии, цикълът на пречистване на преходното отделение може да намали проникването на вода от екологичната стойност (около 20 000 ppm) до по-малко от 0,1 ppm.
· Интерфейс за работа с ръкавици: Оборудван с 2-4 нитрилни или латексови ръкавици с диаметър 200 мм, подходящи за конвенционално експериментално оборудване. Операторите извършват фини действия като рязане на електроди и капсулиране през ръкавици, за да избегнат директен контакт с вредни вещества.
· Система за пречистване: Молекулярните сита абсорбират влагата, катализаторите разграждат кислорода, а комбинираното използване на циркулационен вентилатор постига динамично пречистване на газа. Стандартното оборудване може да намали съдържанието на кислород в кутия с размери 875 мм × 480 мм × 500 мм от 21% до по-малко от 1 ppm и влагата от екологичната стойност до по-малко от 0,1 ppm в рамките на 2 часа.
2. Основна функция
Защита на материалите: Блокиране на веригата от химични реакции
Theелектродни материалиЛитиевите батерии (като литиево-кобалтов оксид, графит) и електролитът са изключително чувствителни към влага и кислород. Например, отрицателният литиево-метален електрод ще образува литиев оксид при излагане на въздух само за 10 минути, което води до загуба на активни вещества; LiPF6 в електролита се разлага при контакт с влага, за да произведе Високочестотна вълна, който корозира материалите на електрода и уврежда мембраната на твърдия електролит (СЕИ). Жабката поддържа съдържание на кислород по-малко от 1 ppm и съдържание на влага по-малко от 0,1 ppm, като по този начин увеличава живота на батерията от 800 пъти на 1200 пъти и намалява скоростта на влошаване на капацитета от 8% годишно на 2%.
Прецизност на процеса: Подобряване на производствената последователност
В процеса на приготвяне на електродна паста, ръкавичната кутия предотвратява реакцията на активните вещества с въздуха, осигурявайки еднородност на пастата и намалявайки отклонението в дебелината на електрода от ±5 μm до ±2 μm. В етапа на сглобяване на батерията, ръкавичната кутия поддържа интегрираната работа на оборудване като машини за ламиниране и машини за шприцване, намалявайки разходите за труд на ГВтч от 15 милиона юана на 8 милиона юана, като същевременно увеличава добива на продукта от 88% на 94%.
Контрол на безопасността: Намаляване на рисковете, свързани с процеса
Лазерното заваряване на титаниеви сплави изисква изолация от кислород, за да се предотврати окисляването и крехкостта на заваръчния шев. Корпусът на батерията, заварен в ръкавичната кутия, има повишена якост на опън от 600 МПа до 800 МПа, а структурната здравина се е увеличила с 30%. При стерилното опаковане на сърдечни стентове, ръкавичната кутия, заедно с HEPA филтрационната система (ефективност на филтриране на частици 99,97%), е намалила степента на микробно замърсяване от 0,3% до 0,01%, което значително намалява риска от следоперативна инфекция.
3. Как да изберем жабка
Съответстващи екологични изисквания
Газова атмосфера: Съдържанието на кислород при производството на литиево-йонни батерии трябва да бъде по-малко от 1 ppm, а съдържанието на влага трябва да бъде по-малко от 0,1 ppm; за изследвания на твърдотелни батерии може да е необходима смес от аргон и въглероден диоксид.
Контрол на температурата и влажността: Високотемпературната обработка на електродните материали изисква среда от 300°C. Жабката трябва да бъде оборудвана с електрически нагревателен модул и система за бързо охлаждане.
Оперативна съвместимост
Размер на кутията: Малката (50×80×50 см) е подходяща за анализ на проби; средната (80×120×100 см) улеснява подготовката и сглобяването на електроди; голямата (120×180×150 см) може да интегрира машина за пълнене и машина за ламиниране, за да се постигне автоматизирана производствена линия.
Материал на ръкавиците: Нитрилните ръкавици са устойчиви на химическа корозия и са подходящи за електролитни операции; латексовите ръкавици имат висока гъвкавост и са подходящи за фини операции, като например рязане на електроди.
Проверка на параметрите на производителността
Пречиствателна способност: Дебитът на циркулационния вентилатор трябва да бъде ≥ 10 m³/h и да достигне целевата среда в рамките на 2 часа. Оборудването от определена марка беше измерено и беше установено, че кутия с размери 875mm×480mm×500mm може да пречисти от екологичната стойност до целевата стойност само за 1,5 часа.
Уплътняващи характеристики: Скоростта на течове трябва да бъде < 0,05% об./ч, а тестът за затихване на налягането трябва да покаже намаление от ≤ 0,03% в рамките на 24 часа. Оборудването с вакуумна конструкция с О-пръстен има живот на уплътнение до 10 години или повече.
