1. Funktionsprinzip des Handschuhfachs
DerHandschuhfachDie Anlage besteht im Wesentlichen aus dem Hauptgehäuse, der Übergangskammer, der Vakuumpumpe, dem Gasreinigungssystem und der Steuerung. Ihr Funktionsprinzip besteht darin, durch präzise Arbeitsschritte eine wasser- und sauerstofffreie Umgebung zu schaffen. Zunächst wird mit einer Vakuumpumpe die Luft aus der Anlage abgesaugt, um ein Vakuum zu erzeugen. Dadurch werden der Wasserdampf- und Sauerstoffgehalt in der Anlage so weit wie möglich reduziert und günstige Bedingungen für den anschließenden Gasaustausch geschaffen. Sobald ein bestimmter Vakuumgrad erreicht ist, werden hochreine Inertgase wie Stickstoff und Argon in die Anlage eingefüllt. Diese Inertgase haben stabile chemische Eigenschaften und reagieren nicht mit anderen Substanzen. Dadurch wird eine sichere und stabile Umgebung für Experimente und Produktion geschaffen.
Um den Wasser- und Sauerstoffgehalt im Handschuhkasten weiter zu reduzieren, ist ein Gaszirkulationsreinigungssystem eingebaut. Das Inertgas im Kasten wird mithilfe des Umwälzventilators kontinuierlich durch das Gasreinigungssystem zirkuliert. Die Reinigungssäule im Reinigungssystem besteht üblicherweise aus Materialien wie Molekularsieben. Sie fungiert als effizienter Adsorptionskatalysator, der Feuchtigkeit und Sauerstoff im Gas effektiv absorbieren kann.
2. Das Handschuhfach hat bei der Herstellung von Festkörperbatterien vielfältige Verwendungsmöglichkeiten
（1）Beim Mischen, Rühren und Wiegen von FestkörpernBatteriematerialienDie Glovebox spielt eine unverzichtbare Rolle. Ein Beispiel hierfür ist die Materialmischung. Die Elektroden- und Elektrolytmaterialien von Festkörperbatterien bestehen oft aus mehreren Komponenten, deren gleichmäßige Mischung entscheidend für die Batterieleistung ist. In der wasser- und sauerstofffreien Umgebung der Glovebox verhindert der Mischprozess Reaktionen der Materialien mit Wasser und Sauerstoff von außen. Beispielsweise reagiert Lithium beim Mischen lithiumhaltiger Materialien in normaler Umgebung heftig mit Wasser und Sauerstoff, wodurch Verunreinigungen wie Lithiumhydroxid und Lithiumoxid entstehen. Diese Verunreinigungen verändern die chemische Zusammensetzung und Struktur der Materialien und beeinträchtigen somit die Leistung der Batterie. In der Glovebox können die Materialien unter reinem Inertgas vollständig gemischt werden. Dies gewährleistet die gleichmäßige Verteilung der einzelnen Komponenten und schafft eine hochwertige Materialgrundlage für die anschließende Batterieproduktion. Auch beim Wiegeprozess spielt die Glovebox eine wichtige Rolle. Präzises Wiegen ist Voraussetzung für eine präzise Materialdosierung. Die stabile Umgebung im Inneren der Handschuhbox kann verhindern, dass Materialien aufgrund von äußerer Feuchtigkeit, Luftströmung und anderen Faktoren Feuchtigkeit aufnehmen oder Verunreinigungen adsorbieren, und so die Genauigkeit des Wiegens gewährleisten.
(2) Sicherheitsfestung für die Batteriemontage Sobald die Materialverarbeitung abgeschlossen ist, beginnt die Batteriemontage. An diesem Punkt verwandelt sich die Handschuhbox in eine "Sicherheitsfestung". Während des Batteriemontageprozesses müssen verschiedene Elektrodenmaterialien, Elektrolyte und andere Komponenten präzise miteinander kombiniert werden. Dieser Prozess stellt extrem hohe Anforderungen an die Umgebung und muss Wasser und Sauerstoff strikt isolieren. Da Elektrodenmaterialien, wie z. B. Lithiummetallanoden, in der Regel eine hohe Aktivität aufweisen, neigen sie stark zur Oxidation an der Luft. Einmal oxidiert, verringert sich nicht nur die Leitfähigkeit der Elektrode, sondern auch ihre chemische Zusammensetzung und Struktur verändern sich, was zu einer Verringerung der Batteriekapazität und einer verkürzten Lebensdauer führt. Kommt der Elektrolyt (selbst der Festelektrolyt in Festkörperbatterien kann bis zu einem gewissen Grad durch Wasser und Sauerstoff angegriffen werden) mit Wasser in Kontakt, kann es zu Hydrolysereaktionen kommen, bei denen säurehaltige Substanzen oder andere schädliche Produkte entstehen. Diese Produkte können andere Komponenten im Inneren der Batterie korrodieren und so deren Leistung und Stabilität beeinträchtigen.
(3) Zuverlässiger Helfer bei Leistungstests Nach Abschluss der Produktion von Festkörperbatterien ist der Leistungstest ein wichtiger Schritt zur Beurteilung ihrer Qualität und Leistung. Die Handschuhbox ist dabei ein zuverlässiger Helfer. Leistungstests müssen in einer stabilen und kontrollierbaren Umgebung durchgeführt werden, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Testergebnisse zu gewährleisten. Die Handschuhbox kann diese Anforderung genau erfüllen. Bei Lade- und Entladetests an Festkörperbatterien können Feuchtigkeit und Sauerstoff in der Umgebung den Lade- und Entladevorgang der Batterien stören. Feuchtigkeit kann Nebenreaktionen im Batterieinneren auslösen, die die Wirkstoffe der Batterie verbrauchen und den Kapazitätsverlust der Batterie beschleunigen. Sauerstoff kann mit den Elektrodenmaterialien in der Batterie oxidieren und so die Leistung der Elektroden und damit die Genauigkeit der Lade- und Entladekurve beeinträchtigen. Durch die Durchführung von Lade- und Entladetests in der Handschuhbox werden Störungen durch Wasser und Sauerstoff eliminiert, wodurch die Lade- und Entladeleistung der Batterie wahrheitsgetreu wiedergegeben werden kann. Die gewonnenen Daten sind präziser und zuverlässiger und bilden eine solide Grundlage für die Leistungsbewertung und Optimierung der Batterie. Bei der Durchführung von Batterielebensdauertests ist eine stabile Umgebung ebenso entscheidend. Ist die Testumgebung instabil, beispielsweise durch starke Schwankungen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, wird die Batterie in verschiedenen Zyklusperioden unterschiedlich stark beeinträchtigt. Dies führt zu Abweichungen in den Testergebnissen und macht eine genaue Beurteilung der tatsächlichen Lebensdauer der Batterie unmöglich.
3. So wählen Sie ein Handschuhfach aus
(1) Dichtheit: Die Dichtheit ist eines der wichtigsten Leistungsmerkmale von Handschuhkästen. Eine gute Dichtheit gewährleistet die Stabilität der Umgebung im Handschuhkasten und verhindert das Eindringen von Außenluft, Feuchtigkeit und Verunreinigungen. Bei der Auswahl eines Handschuhkastens können Sie dessen Dichtheit anhand der Dichtungsstruktur, der Dichtungsmaterialien und Prüfberichte beurteilen. Einige Handschuhkästen verfügen über eine O-Ring-Vakuumdichtung, die eine gute Dichtwirkung erzielt.
(2) Filtersystem: Das Filtersystem ist ebenfalls entscheidend für die Leistung des Handschuhfachs. Es entfernt Staub, Feuchtigkeit und Sauerstoff aus dem Handschuhfach und hält so das Innenklima sauber. Effizienz und Lebensdauer des Filtersystems sind die wichtigsten Indikatoren, auf die Sie achten sollten. Gleichzeitig ist es wichtig, den Wartungs- und Austauschzyklus des Filtersystems zu verstehen, um während des Betriebs optimale Wartung und Verwaltung zu gewährleisten.
(3) Bedienkomfort: Der Bedienkomfort wirkt sich direkt auf die Arbeitseffizienz und das Benutzererlebnis aus. Bei der Auswahl eines Handschuhfachs ist auf die passende Position und Größe des Bedienanschlusses sowie auf dessen bequeme Bedienung zu achten. Manche Handschuhfächer sind zudem mit Beleuchtungssystemen, Werkzeughaltern und weiterem Zubehör ausgestattet, was den Bedienkomfort erhöht. Darüber hinaus sollte die Steuerung des Handschuhfachs einfach und leicht verständlich sowie leicht zu bedienen und einzustellen sein.
(4) Bei der Auswahl eines Handschuhfachs sollte man nicht nur auf den Preis achten, sondern auch dessen Wirtschaftlichkeit umfassend bewerten. Die Kosten eines Handschuhfachs umfassen nicht nur die einmalige Anschaffung, sondern auch die Nutzungskosten. Ein Beispiel hierfür ist das Filtersystem eines Handschuhfachs. Das Filterelement ist ein empfindliches Bauteil, dessen Austauschhäufigkeit und -kosten die Nutzungskosten direkt beeinflussen. Ein Hochleistungshandschuhfach mag zwar in der Anschaffung relativ teuer sein, kann aber aufgrund der hohen Filtereffizienz und der langen Lebensdauer die Nutzungskosten langfristig senken.
Der Energieverbrauch während des Betriebs der Handschuhbox ist ebenfalls ein wichtiger Bestandteil der Nutzungskosten. Energiesparende Handschuhboxen sind zwar teurer als herkömmliche, sparen aber durch ihren geringeren Energieverbrauch Kosten bei der späteren Nutzung. Lebensdauer und Leistungsstabilität der Handschuhbox hängen zudem mit ihrem Preis-Leistungs-Verhältnis zusammen. Eine zuverlässige Handschuhbox bietet nicht nur eine stabile Testumgebung und gewährleistet die Genauigkeit experimenteller Daten, sondern senkt auch die Gesamtkosten durch weniger Fehler und einen geringeren Wartungsaufwand. Nur durch umfassende Berücksichtigung dieser Faktoren lässt sich eine Handschuhbox auswählen, die den Anforderungen entspricht und ein hohes Preis-Leistungs-Verhältnis bietet.
Mit der rasanten technologischen Entwicklung entwickelt sich die Festkörperbatterietechnologie stetig weiter, was auch höhere Anforderungen an die Handschuhkastentechnologie stellt. Um die höchsten Anforderungen an Materialreinheit und Umweltverträglichkeit von Festkörperbatterien zu erfüllen, muss der Handschuhkasten seine Reinigungsleistung kontinuierlich verbessern, den Wasser-, Sauerstoff- und Verunreinigungsgehalt im Inneren weiter reduzieren und sicherstellen, dass die Batteriematerialien während des Herstellungs- und Produktionsprozesses nicht im Geringsten verunreinigt werden. Präzisere Umweltkontrolltechnologien sind ebenfalls von entscheidender Bedeutung. Der Handschuhkasten der Zukunft muss nicht nur eine wasser- und sauerstofffreie Umgebung gewährleisten, sondern auch verschiedene Umgebungsparameter wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Druck präzise steuern können, um den speziellen Anforderungen verschiedener Festkörperbatteriematerialien und Produktionsprozesse gerecht zu werden.
