1. עקרון העבודה של תא הכפפות
התא הכפפותמורכב בעיקר מגוף הקופסה הראשי, תא מעבר, משאבת ואקום, מערכת טיהור גז ומערכת בקרה וכו'. עקרון הפעולה שלו הוא יצירת סביבה נטולת מים וחמצן באמצעות סדרה של פעולות מדויקות. ראשית, משאבת ואקום משמשת לחילוץ האוויר בתוך הקופסה ליצירת מצב ואקום, תוך מזעור תכולת אדי המים והחמצן בתוך הקופסה ככל האפשר ויצירת תנאים נוחים להחלפת גז לאחר מכן. כאשר מגיעים לדרגת ואקום מסוימת, גזים אינרטיים בעלי טוהר גבוה כמו חנקן וארגון ממולאים לתוך הקופסה. גזים אינרטיים אלה בעלי תכונות כימיות יציבות והם אינם נוטים להגיב עם חומרים אחרים, ומספקים סביבה בטוחה ויציבה לניסויים וייצור.
כדי להפחית עוד יותר את תכולת המים והחמצן בתוך תא הכפפות, מצוידת במערכת טיהור גז. הגז האינרטי בתוך התיבה מופץ ברציפות דרך מערכת טיהור הגז תחת פעולת מאוורר המחזור. עמודת הטיהור במערכת הטיהור עשויה בדרך כלל מחומרים כמו מסננות מולקולריות. זהו סוג של סופח יעיל שיכול לספוג ביעילות לחות וחמצן מהגז.
2. לתא הכפפות שימושים מרובים בייצור סוללות מצב מוצק
(1) בתהליכי ערבוב, ערבוב ושקילה של מצב מוצקחומרי סוללה, תא הכפפות ממלא תפקיד הכרחי. קחו לדוגמה את ערבוב החומרים. חומרי האלקטרודה והאלקטרוליט של סוללות מצב מוצק מורכבים לרוב ממספר רכיבים, וערבוב אחיד של רכיבים אלה הוא קריטי לביצועי הסוללה. בסביבה נטולת מים וחמצן שמספק תא הכפפות, תהליך הערבוב יכול למנוע מהחומרים להגיב עם מים וחמצן מבחוץ. לדוגמה, בעת ערבוב חומרים המכילים ליתיום, בסביבה רגילה, ליתיום נוטה לעבור תגובות נמרצות עם מים וחמצן, וליצור זיהומים כמו ליתיום הידרוקסיד ותחמוצת ליתיום. זיהומים אלה ישנו את ההרכב הכימי והמבנה של החומרים, ובכך ישפיעו על ביצועי הסוללה. בתא הכפפות, ניתן לערבב חומרים במלואם בסביבת גז אינרטי טהור, מה שמבטיח פיזור אחיד של כל רכיב ומספק בסיס חומרי איכותי לייצור סוללות לאחר מכן. בתהליך השקילה, תא הכפפות הוא בעל חשיבות לא פחות. שקילה מדויקת היא תנאי הכרחי להבטחת דיוק פרופורציונלי החומר. הסביבה היציבה בתוך תא הכפפות יכולה למנוע מחומרים לספוג לחות או לספוג זיהומים עקב לחות חיצונית, זרימת אוויר וגורמים אחרים, ובכך להבטיח את דיוק השקילה.
(2) מבצר בטיחות להרכבת הסוללה לאחר השלמת עיבוד החומר, הסוללה עוברת לשלב הרכבת הסוללה. בשלב זה, תא הכפפות הופך למבצר בטיחות. במהלך תהליך הרכבת הסוללה, יש לשלב יחד במדויק חומרי אלקטרודה שונים, אלקטרוליטים ורכיבים אחרים. תהליך זה מצריך דרישות סביבתיות גבוהות ביותר וחייב לבודד בקפדנות מים וחמצן. מכיוון שחומרי אלקטרודה בדרך כלל בעלי פעילות חזקה, כמו אנודות ליתיום-מתכת, הם נוטים ביותר לחמצון באוויר. לאחר החמצון, הוא לא רק מפחית את המוליכות של האלקטרודה אלא גם משנה את ההרכב הכימי והמבנה שלה, מה שמוביל לירידה בקיבולת הסוללה ולקיצור חיי המחזור. בינתיים, אם האלקטרוליט (אפילו האלקטרוליט המוצק בסוללות מצב מוצק עשוי להיות מושפע במידה מסוימת ממים וחמצן) בא במגע עם מים, הוא עלול לעבור תגובות הידרוליזה, וליצור חומרים חומציים או מוצרים מזיקים אחרים. מוצרים אלה עלולים לגרום לאיכול לרכיבים אחרים בתוך הסוללה, ולהשפיע על ביצועיה ויציבותה.
(3) עוזר אמין לבדיקות ביצועים לאחר השלמת ייצור סוללות מצב מוצק, בדיקות ביצועים הן שלב חשוב בהערכת איכותן וביצועיהן, ותא הכפפות הוא עוזר אמין בתהליך זה. בדיקות ביצועים צריכות להתבצע בסביבה יציבה וניתנת לשליטה כדי להבטיח את הדיוק והאמינות של תוצאות הבדיקה. תא הכפפות יכול לעמוד בדרישה זו במדויק. בעת ביצוע בדיקות טעינה ופריקה על סוללות מצב מוצק, לחות וחמצן בסביבה עלולים להפריע לתהליך הטעינה והפריקה של הסוללות. לחות עלולה לעורר תגובות לוואי בתוך הסוללה, לצרוך את החומרים הפעילים של הסוללה ולהאיץ את דעיכת הקיבולת של הסוללה. חמצן עלול לעבור תגובות חמצון עם חומרי האלקטרודה בסוללה, דבר המשפיע על ביצועי האלקטרודות, ובתורו, על דיוק עקומת הטעינה-פריקה. ביצוע בדיקות טעינה ופריקה בתא הכפפות מבטל את ההפרעה של מים וחמצן, שיכולה לשקף באמת את ביצועי הטעינה והפריקה של הסוללה. הנתונים המתקבלים מדויקים ואמינים יותר, ומספקים בסיס חזק להערכת ביצועים ואופטימיזציה של הסוללה. בעת ביצוע בדיקות מחזור חיי סוללה, סביבה יציבה היא קריטית באותה מידה. אם סביבת הבדיקה אינה יציבה, כגון תנודות משמעותיות בפרמטרים כמו טמפרטורה ולחות, הדבר יגרום לסוללה להיות מושפעת בדרגות שונות בתקופות מחזור שונות, וכתוצאה מכך ייווצרו סטיות בתוצאות הבדיקה ויהפכו את ההערכה המדויקת של מחזור חיי הסוללה בפועל לבלתי אפשרית.
3、איך לבחור תא כפפות
(1) תכונת איטום: תכונת איטום היא אחת מתכונות הביצועים העיקריות של תאי כפפות. ביצועי איטום טובים יכולים להבטיח את יציבות הסביבה בתוך תא הכפפות ולמנוע כניסת אוויר חיצוני, לחות וזיהומים. בעת בחירת תא כפפות, ניתן להעריך את ביצועי האיטום שלו על ידי בדיקת מבנה האיטום של המוצר, חומרי האיטום ודוחות הבדיקה וכו'. חלק מתאי הכפפות מאמצים עיצוב איטום ואקום מסוג O-טַבַּעַת, שיכול להשיג אפקט איטום טוב.
(2) מערכת סינון: מערכת הסינון חיונית גם לביצועי תא הכפפות. היא יכולה להסיר אבק, לחות וחמצן מתא הכפפות, ולשמור על הסביבה הפנימית נקייה וטהורה. יעילותה ואורך חייה של מערכת הסינון הם המדדים המרכזיים שיש להתמקד בהם. יחד עם זאת, יש צורך להבין את מחזור התחזוקה וההחלפה של מערכת הסינון על מנת לבצע עבודה טובה בתחזוקה ובניהול במהלך תהליך השימוש.
(3) קלות תפעול: קלות תפעול משפיעה ישירות על יעילות העבודה וחוויית המשתמש. בבחירת תא כפפות, יש לשקול האם מיקום וגודל פתח ההפעלה מתאימים והאם הוא נוח לתפעול. חלק מתאי הכפפות מצוידים גם במערכות תאורה, מתלים לכלים ואביזרים אחרים, שכולם יכולים לשפר את נוחות התפעול. בנוסף, מערכת הבקרה של תא הכפפות צריכה להיות פשוטה וקלה להבנה, קלה לתפעול ולכוונון.
(4) בבחירת תא כפפות, אין להתמקד רק במחיר אלא להעריך באופן מקיף את יעילות העלות שלו. עלות תא כפפות לא כוללת רק את ההשקעה החד-פעמית בעת הרכישה, אלא גם לא ניתן להתעלם מעלות השימוש בו. קחו לדוגמה את מערכת הסינון של תא כפפות. רכיב המסנן, כחלק פגיע, תדירות ההחלפה שלו ועלותו משפיעים ישירות על עלות השימוש. תא כפפות בעל ביצועים גבוהים עשוי להיות יקר יחסית בשלב הראשוני, אך בשל יעילות מערכת הסינון הגבוהה שלו וחיי השירות הארוכים שלו, הוא יכול למעשה להפחית את עלות השימוש בטווח הארוך.
בינתיים, צריכת האנרגיה במהלך הפעלת תא הכפפות היא גם מרכיב חשוב בעלות השימוש. למרות שתאי כפפות חוסכי אנרגיה עשויים להיות יקרים יותר מתאי כפפות רגילים, הם יכולים לחסוך בעלויות בשימוש עתידי באמצעות צריכת אנרגיה נמוכה יותר. בנוסף, אורך החיים ויציבות הביצועים של תא הכפפות קשורים לביצועי העלות שלו. תא כפפות אמין לא רק מספק סביבת בדיקה יציבה ומבטיח את דיוק נתוני הניסוי, אלא גם מפחית עוד יותר את העלות הכוללת עקב פחות תקלות ושיעור תחזוקה נמוך יותר. רק על ידי התחשבות מקיפה בגורמים אלה ניתן לבחור תא כפפות העונה על הצרכים ובעל ביצועי עלות גבוהים.
עם ההתפתחות המהירה של הטכנולוגיה, טכנולוגיית סוללות מצב מוצק מתקדמת בהתמדה, מה שמציב גם דרישות גבוהות יותר לטכנולוגיית תא הכפפות. כדי לעמוד בדרישות האולטימטיביות של סוללות מצב מוצק לטוהר החומרים ולטוהר הסביבה, תא הכפפות צריך לשפר ללא הרף את יכולת הטיהור שלו, להפחית עוד יותר את תכולת המים, החמצן ורמות הזיהום בתוך התיבה, ולהבטיח שחומרי הסוללה לא יזוהמו כלל במהלך תהליך ההכנה והייצור. טכנולוגיות בקרת סביבה מדויקות יותר הן גם בעלות חשיבות מכרעת. תא הכפפות העתידי לא רק צריך להשיג סביבה נטולת מים וחמצן, אלא גם להיות מסוגל לשלוט במדויק בפרמטרים סביבתיים שונים כגון טמפרטורה, לחות ולחץ כדי לעמוד בדרישות המיוחדות של חומרי סוללות מצב מוצק שונים ותהליכי ייצור.
