في مجال الطاقة الجديدة سريع التطور اليوم، تُعدّ بطاريات الليثيوم مكونًا أساسيًا لتخزين الطاقة، ويرتبط تحسين أدائها وسلامتها ارتباطًا مباشرًا بتطور المركبات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة ومختلف الأجهزة الإلكترونية المحمولة. في عملية تطوير وإنتاج بطاريات الليثيوم، تُعدّ نظافة البيئة والتحكم في الرطوبة والأكسجين من المتطلبات الأساسية. في هذا السياق،صندوق قفازات بطارية الليثيوميلعب دورًا لا غنى عنه كأداة تجريبية وإنتاجية رئيسية.
1. تعريف صندوق قفازات بطارية الليثيوم
صندوق القفازاتهو نوع من صناديق التشغيل ذات الختم العالي وبيئة الأكسجين المنخفضة والمياه المنخفضة المصممة لأبحاث مواد بطارية الليثيوم وتجميع البطارية واختبارها. صندوق القفازات مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ أو مواد سبائك خاصة، ومجهز بنظام تنقية غاز فعال، يُقلل محتوى الأكسجين وبخار الماء في الصندوق إلى مستويات منخفضة للغاية (عادةً أقل من جزء واحد في المليون من الأكسجين وأقل من 0.1 جزء في المليون من الرطوبة). يوفر بيئة تشغيل عالية النقاء، خالية من الأكسجين والماء، لتركيب مواد بطاريات الليثيوم، وتحضير صفائح الأقطاب الكهربائية، وتجميع البطاريات، واختبار الأداء الأولي.
يسمح تصميم صندوق القفازات للمشغل بالعمل مع الحفاظ على الختم البيئي من خلال قفازات أو أكمام خاصة، مما لا يضمن استمرارية التجربة أو الإنتاج فحسب، بل يتجنب أيضًا دخول الملوثات الخارجية، وهو معدات مساعدة لا غنى عنها لتطوير بطاريات الليثيوم وخط الإنتاج.
2. مبدأ عمل صندوق القفازات ببطارية الليثيوم
يعتمد مبدأ عمل صندوق قفازات بطارية الليثيوم بشكل أساسي على نظام تنقية دورة الغاز. يتكون النظام من عدة مكونات رئيسية:
(1) وحدة تنقية الغاز: صندوق القفازات عادة ما يستخدم الغربال الجزيئي، هيدريد المعادن ومواد الامتصاص الأخرى، لإزالة الأكسجين والماء في الهواء والغازات الضارة الأخرى بشكل فعال، لضمان نقاء عالي للغاز المتداول.
(2) نظام تداول الغاز:صندوق القفازات بفضل المروحة، يتم تدوير الغاز الموجود في الصندوق بشكل مستمر عبر وحدة التنقية للحفاظ على استقرار البيئة داخل الصندوق.
(3) نظام التحكم في الضغط:صندوق القفازات من خلال ضبط حجم السحب والعادم، يتم الحفاظ على الضغط الإيجابي الداخلي للصندوق لمنع الهواء الخارجي من النفاذ عبر الفجوة.
(4) نظام المراقبة والإنذار:مراقبة نسبة الأكسجين والرطوبة في الصندوق في الوقت الحقيقي، بمجرد تجاوزها الحد المحدد مسبقًا، يتم إصدار إنذار على الفور وبدء تدابير العلاج الطارئة.
بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز بعض صناديق القفازات التي تحتوي على بطاريات الليثيوم عالية الجودة أيضًا بأنظمة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة، ووظائف التهوية التلقائية، ووظائف المراقبة عن بعد وتسجيل البيانات لتلبية مستويات أعلى من الاحتياجات التجريبية والإنتاجية.
3. أهمية صندوق القفازات للبطارية الليثيوم
(1) تحسين أداء البطارية:صندوق القفازات يمكن للبيئة اللاهوائية اللامائية أن تمنع بشكل فعال مادة البطارية في عملية التحضير والتخزين من الأكسدة والتحلل المائي وغيرها من التفاعلات الضارة، لضمان الأداء الأصلي لمادة البطارية، وبالتالي تحسين الأداء العام للبطارية.
(2) ضمان سلامة البطارية:الرطوبة والأكسجين سببان رئيسيان لحدوث قصر الدائرة الداخلية، والتسرب الحراري، وغيرها من مخاطر السلامة في بطاريات الليثيوم. يمكن للرقابة الصارمة على الظروف البيئية أن تقلل بشكل كبير من مخاطر السلامة أثناء إنتاج البطاريات.
(3) تحسين كفاءة الإنتاج:يقلل استخدام صندوق قفازات بطارية الليثيوم من التجارب المتكررة والإنتاج الناجم عن التلوث البيئي، ويحسن معدل نجاح التجارب والإنتاج، ويقصر دورة البحث والتطوير، ويقلل التكاليف.
(4) تعزيز الابتكار التكنولوجي:توفير بيئة تجريبية مستقرة وقابلة للتحكم للباحثين، مما يساعد على استكشاف مواد جديدة وعمليات جديدة، وتعزيز الابتكار المستمر لتكنولوجيا بطاريات الليثيوم.
4. دليل اختيار صندوق القفازات لبطارية الليثيوم
عند اختيار صندوق القفازات المناسب للبطارية الليثيوم، عليك مراعاة العوامل الرئيسية التالية:
(1) الحجم والقدرة:وفقًا لمقياس التجربة أو الإنتاج، اختر الحجم المناسب لصندوق القفازات، ليس فقط لتلبية الاحتياجات الحالية، ولكن أيضًا لحجز مساحة معينة للتطوير.
(2) قدرة التنقية:انتبه إلى كفاءة إزالة الأكسجين والماء، وما إذا كان بإمكانه إزالة الغازات الضارة الأخرى بشكل فعال لضمان مستوى الظروف البيئية.
(3) درجة الأتمتة:كلما ارتفعت درجة الأتمتة، زادت سهولة التشغيل، ولكن التكلفة ترتفع تبعًا لذلك. اختر تكوينًا تلقائيًا مناسبًا بناءً على المتطلبات الفعلية.
(4) الأداء الأمني:بما في ذلك جهاز إيقاف الطوارئ، واكتشاف التسرب، والتحكم في الضغط، وما إلى ذلك، لضمان الاستجابة السريعة في حالات الطوارئ، وحماية سلامة الأفراد والمعدات.
(5) خدمة ما بعد البيع:اختر موردًا يتمتع بنظام خدمة ما بعد البيع جيد لضمان إمكانية صيانة المعدات والدعم الفني في الوقت المناسب والفعال أثناء الاستخدام.
5. صندوق قفازات بطارية الليثيوم في صناعة بطاريات الليثيوم
(1) البحث والتطوير المادي:في أبحاث تركيب وتعديل المواد الرئيسية مثل القطب الموجب والقطب السالب والإلكتروليت لبطارية الليثيوم، يوفر صندوق القفازات البيئة اللاهوائية والخالية من الماء اللازمة لضمان نقاء واستقرار المادة.
(2) تحضير القطب الكهربائي:تتطلب عمليات طلاء الأقطاب الكهربائية والتجفيف والضغط وغيرها من العمليات متطلبات عالية للنظافة البيئية، ويمكن لصندوق قفازات البطارية منع إدخال الغبار والرطوبة والملوثات الأخرى بشكل فعال.
(3) مجموعة البطارية:يجب أن تتم عملية تجميع خلايا البطارية، والتصفيح، والتعبئة، وما إلى ذلك، في بيئة خاضعة لرقابة صارمة، ويوفر صندوق القفازات منصة تشغيل مثالية لذلك.
(4) اختبار الأداء:يجب أيضًا إجراء اختبار الأداء الأولي للبطارية، مثل دورة الشحن والتفريغ، واختبار المقاومة الداخلية، وما إلى ذلك، في بيئة منخفضة الأكسجين ومنخفضة المياه لضمان دقة وموثوقية نتائج الاختبار.
بالإضافة إلى ذلك، مع التطور المستمر لتكنولوجيا بطاريات الليثيوم، تتزايد أيضًا متطلبات صناديق القفازات. على سبيل المثال، قد يتطلب تطوير أنظمة بطاريات جديدة، مثل بطاريات الحالة الصلبة وبطاريات الليثيوم والكبريت، معايير أعلى لبيئة التنقية والتحكم الدقيق في درجة الحرارة والرطوبة. لذلك، يتعين على مصنعي صناديق قفازات بطاريات الليثيوم مواصلة الابتكار وتحسين أداء المنتج لتلبية احتياجات تطوير الصناعة.
