În domeniul fabricării bateriilor cu litiu, un echipament aparent obișnuit, dar crucial - torpedo-ul - devine un instrument esențial pentru asigurarea performanței bateriilor și pentru impulsionarea progreselor tehnologice. Acesta creează un mediu ultra-pur prin izolarea umidității, oxigenului și impurităților din aer, oferind garanții fiabile pentru sinteza materialelor pentru electrozi, prepararea electroliților, asamblarea bateriilor și testarea performanței bateriilor cu litiu. Acest articol va analiza valoarea tehnică și logica de aplicare a torpedo-ului pentru baterii cu litiu din trei aspecte: definiție, funcție principală și strategie de selecție.
1. Ce este litiulTorpedou pentru baterie
O cutie de mănuși pentru baterii cu litiu este un dispozitiv complet închis. Prin intermediul unui corp din oțel inoxidabil sau acrilic transparent, a unei interfețe de operare cu mănuși și a unui sistem de purificare a gazelor, conținutul de oxigen din interior este controlat la mai puțin de 1 ppm, iar umiditatea la mai puțin de 0,1 ppm. Structura sa centrală include:
· Corpul cutiei etanșat cu dublu strat: Corpul principal al cutiei este izolat de compartimentul de tranziție, iar înainte de funcționare, se efectuează un ciclu de pompare în vid și umplere cu gaz inert pentru a reduce riscul de contaminare încrucișată cu 90%. De exemplu, în etapa de injecție a electrolitului bateriilor litiu-ion, purificarea ciclului compartimentului de tranziție poate reduce infiltrarea apei de la valoarea de mediu (aproximativ 20.000 ppm) la mai puțin de 0,1 ppm.
· Interfață de operare cu mănuși: Echipată cu 2-4 mănuși din nitril sau latex, cu un diametru de 200 mm, capabile să găzduiască echipamente experimentale convenționale. Operatorii efectuează acțiuni fine, cum ar fi tăierea și încapsularea electrozilor, prin intermediul mănușilor pentru a evita contactul direct cu substanțe nocive.
· Sistem de purificare: Sitele moleculare absorb umezeala, catalizatorii descompun oxigenul, iar utilizarea combinată a unui ventilator circulant realizează purificarea dinamică a gazelor. Echipamentul standard poate reduce conținutul de oxigen dintr-o cutie de 875 mm × 480 mm × 500 mm de la 21% la mai puțin de 1 ppm și umiditatea față de valoarea ambientală la mai puțin de 0,1 ppm în decurs de 2 ore.
2. Funcția principală
Protecția materialelor: Blocarea lanțului de reacții chimice
Cel/Cea/Cei/Celemateriale pentru electroziBateriile cu litiu (cum ar fi oxidul de litiu-cobalt, grafit) și electrolitul sunt extrem de sensibile la umiditate și oxigen. De exemplu, electrodul negativ de litiu-metal va forma oxid de litiu la expunerea la aer timp de doar 10 minute, ceea ce duce la pierderea substanțelor active; LiPF6 din electrolit se descompune la contactul cu umiditatea pentru a produce HF, care corodează materialele electrodului și deteriorează membrana de interfață a electrolitului solid (SEI). Cutia cu mănuși menține un conținut de oxigen mai mic de 1 ppm și un conținut de umiditate mai mic de 0,1 ppm, crescând astfel durata de viață a bateriei de la 800 de ori la 1200 de ori și reducând rata de degradare a capacității de la 8% pe an la 2%.
Precizia procesului: Îmbunătățirea consecvenței producției
În procesul de preparare a pastei de electrod, cutia cu mănuși previne reacția substanțelor active cu aerul, asigurând uniformitatea pastei și reducând abaterea grosimii electrodului de la ±5 μm la ±2 μm. În etapa de asamblare a bateriei, cutia cu mănuși permite funcționarea integrată a echipamentelor precum mașinile de laminare și mașinile de injecție, reducând costul forței de muncă per GWh de la 15 milioane de yuani la 8 milioane de yuani, crescând în același timp rata de randament al produsului de la 88% la 94%.
Controlul siguranței: Reducerea riscurilor de proces
Sudarea cu laser a aliajelor de titan necesită izolare cu oxigen pentru a preveni oxidarea și fragilitatea sudurii. Carcasa bateriei sudată în torpedou are o rezistență la tracțiune crescută de la 600 MPa la 800 MPa, iar rezistența structurală a crescut cu 30%. În ambalajul steril al stentului cardiac, torpedou-ul, împreună cu sistemul de filtrare HEPA (eficiență de filtrare a particulelor de 99,97%), a redus rata de contaminare microbiană de la 0,3% la 0,01%, reducând semnificativ riscul de infecție postoperatorie.
3. Cum să alegi o cutie cu mănuși
Potrivirea cerințelor de mediu
Atmosferă gazoasă: Conținutul de oxigen în producția de baterii litiu-ion ar trebui să fie mai mic de 1 ppm, iar conținutul de umiditate ar trebui să fie mai mic de 0,1 ppm; pentru cercetarea bateriilor în stare solidă, poate fi necesar un amestec de argon și dioxid de carbon.
Controlul temperaturii și umidității: Tratamentul la temperatură înaltă al materialelor electrozilor necesită un mediu de 300°C. Cutia cu mănuși trebuie să fie echipată cu un modul electric de încălzire și un sistem de răcire rapidă.
Compatibilitate operațională
Dimensiunea cutiei: Mică (50×80×50 cm) este potrivită pentru analiza probelor; medie (80×120×100 cm) permite pregătirea și asamblarea electrozilor; mare (120×180×150 cm) poate integra o mașină de umplere și o mașină de laminare pentru a realiza o linie de producție automatizată.
Materialul mănușilor: Mănușile din nitril sunt rezistente la coroziunea chimică și sunt potrivite pentru operațiuni cu electroliți; mănușile din latex au o flexibilitate ridicată și sunt potrivite pentru operațiuni fine, cum ar fi tăierea cu electrozi.
Verificarea parametrilor de performanță
Capacitate de purificare: Debitul ventilatorului de circulație trebuie să fie ≥ 10 m³/h și să atingă mediul țintă în 2 ore. Echipamentul unei anumite mărci a fost măsurat și s-a constatat că o cutie de 875 mm × 480 mm × 500 mm poate purifica de la valoarea ambientală la valoarea țintă în doar 1,5 ore.
Performanța de etanșare: Rata de scurgere trebuie să fie < 0,05% vol/h, iar testul de atenuare a presiunii trebuie să indice o scădere de ≤ 0,03% în decurs de 24 de ore. Echipamentele cu un design cu vid cu inel O au o durată de viață a etanșării de până la 10 ani sau mai mult.
