ถุงมือ กล่อง ในห้องปฏิบัติการคืออะไร?

1. หลักการทำงานของกล่องถุงมือ

การกล่องถุงมือประกอบด้วยส่วนหลักๆ ของตัวกล่อง ห้องทรานสิชั่น ปั๊มสุญญากาศ ระบบฟอกก๊าซและระบบควบคุม เป็นต้น หลักการทำงานคือการสร้างสภาพแวดล้อมที่ปราศจากน้ำและออกซิเจนผ่านชุดการทำงานที่แม่นยำ ขั้นแรก ปั๊มสุญญากาศใช้เพื่อดูดอากาศภายในกล่องเพื่อสร้างสถานะสุญญากาศ ลดปริมาณไอน้ำและออกซิเจนภายในกล่องให้เหลือน้อยที่สุด และสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการแทนที่ก๊าซในภายหลัง เมื่อถึงระดับสุญญากาศที่กำหนด ก๊าซเฉื่อยที่มีความบริสุทธิ์สูง เช่น ไนโตรเจนและอาร์กอนจะถูกเติมลงในกล่อง ก๊าซเฉื่อยเหล่านี้มีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรและไม่ไวต่อปฏิกิริยากับสารอื่น ทำให้เป็นสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยและมีเสถียรภาพสำหรับการทดลองและการผลิต

เพื่อลดปริมาณน้ำและออกซิเจนภายในกล่องเก็บของ จึงได้ติดตั้งระบบฟอกอากาศแบบหมุนเวียนก๊าซ ก๊าซเฉื่อยภายในกล่องจะหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องผ่านระบบฟอกอากาศภายใต้การทำงานของพัดลมหมุนเวียน คอลัมน์ฟอกอากาศในระบบฟอกอากาศมักทำจากวัสดุ เช่น ตะแกรงโมเลกุล เป็นเหมือนตัวดูดซับความชื้นและออกซิเจนที่มีประสิทธิภาพซึ่งสามารถดูดซับความชื้นและออกซิเจนในก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2、กล่องถุงมือมีการใช้งานหลายอย่างในการผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตต

（1）ในกระบวนการผสม กวน และชั่งน้ำหนักของแข็งวัสดุแบตเตอรี่กล่องใส่ถุงมือมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง ตัวอย่างเช่น การผสมวัสดุ วัสดุอิเล็กโทรดและวัสดุอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่โซลิดสเตตมักประกอบด้วยส่วนประกอบหลายส่วน และการผสมส่วนประกอบเหล่านี้อย่างสม่ำเสมอมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากน้ำและไม่มีออกซิเจนที่กล่องใส่ถุงมือจัดเตรียมไว้ กระบวนการผสมสามารถป้องกันไม่ให้วัสดุทำปฏิกิริยากับน้ำและออกซิเจนจากภายนอกได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อผสมวัสดุที่มีลิเธียม หากอยู่ในสภาพแวดล้อมปกติ ลิเธียมมีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำและออกซิเจน ทำให้เกิดสิ่งเจือปน เช่น ลิเธียมไฮดรอกไซด์และลิเธียมออกไซด์ สิ่งเจือปนเหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างของวัสดุ จึงส่งผลต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ ในกล่องใส่ถุงมือ วัสดุสามารถผสมกันได้อย่างสมบูรณ์ในสภาพแวดล้อมของก๊าซเฉื่อยบริสุทธิ์ ทำให้มั่นใจได้ว่าส่วนประกอบแต่ละชิ้นกระจายตัวสม่ำเสมอ และเป็นฐานวัสดุคุณภาพสูงสำหรับการผลิตแบตเตอรี่ในภายหลัง ในกระบวนการชั่งน้ำหนัก กล่องใส่ถุงมือมีความสำคัญเท่าเทียมกัน การชั่งน้ำหนักที่แม่นยำเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นในการรับรองความถูกต้องของการแบ่งสัดส่วนวัสดุ สภาพแวดล้อมที่มั่นคงภายในกล่องเก็บของสามารถป้องกันไม่ให้วัสดุดูดซับความชื้นหรือดูดซับสิ่งสกปรกอันเนื่องมาจากความชื้นภายนอก การไหลของอากาศ และปัจจัยอื่นๆ จึงรับประกันความแม่นยำของการชั่งน้ำหนัก

(2) ป้อมปราการความปลอดภัยสำหรับการประกอบแบตเตอรี่ เมื่อการประมวลผลวัสดุเสร็จสมบูรณ์แล้ว วัสดุจะเข้าสู่ขั้นตอนการประกอบแบตเตอรี่ ณ จุดนี้ กล่องใส่ถุงมือจะเปลี่ยนเป็นป้อมปราการความปลอดภัย ในระหว่างกระบวนการประกอบแบตเตอรี่ วัสดุอิเล็กโทรด อิเล็กโทรไลต์ และส่วนประกอบอื่นๆ จะต้องรวมกันอย่างแม่นยำ กระบวนการนี้มีข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่สูงมาก และต้องแยกน้ำและออกซิเจนออกจากกันอย่างเคร่งครัด เนื่องจากวัสดุอิเล็กโทรดมักมีกิจกรรมที่รุนแรง เช่น ขั้วบวกของโลหะลิเธียม จึงมีแนวโน้มสูงที่จะเกิดการออกซิเดชันในอากาศ เมื่อถูกออกซิไดซ์แล้ว ไม่เพียงแต่จะทำให้สภาพนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรดลดลงเท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างของอิเล็กโทรดด้วย ส่งผลให้ความจุของแบตเตอรี่ลดลงและอายุการใช้งานสั้นลง ในขณะเดียวกัน หากอิเล็กโทรไลต์ (แม้แต่อิเล็กโทรไลต์ของแข็งในแบตเตอรี่โซลิดสเตตอาจได้รับผลกระทบจากน้ำและออกซิเจนในระดับหนึ่ง) สัมผัสกับน้ำ อิเล็กโทรไลต์อาจเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส ซึ่งก่อให้เกิดสารที่มีฤทธิ์เป็นกรดหรือผลิตภัณฑ์ที่เป็นอันตรายอื่นๆ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้สามารถกัดกร่อนส่วนประกอบอื่นๆ ภายในแบตเตอรี่ได้ ส่งผลต่อประสิทธิภาพและความเสถียรของแบตเตอรี่

(3) ผู้ช่วยที่เชื่อถือได้สำหรับการทดสอบประสิทธิภาพ หลังจากการผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตตเสร็จสิ้น การทดสอบประสิทธิภาพเป็นขั้นตอนสำคัญในการประเมินคุณภาพและประสิทธิภาพ และกล่องใส่ถุงมือเป็นผู้ช่วยที่เชื่อถือได้ในกระบวนการนี้ การทดสอบประสิทธิภาพจำเป็นต้องดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่เสถียรและควบคุมได้เพื่อให้แน่ใจถึงความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของผลการทดสอบ กล่องใส่ถุงมือสามารถตอบสนองความต้องการนี้ได้อย่างแม่นยำ เมื่อทำการทดสอบการชาร์จและการปล่อยประจุแบตเตอรี่โซลิดสเตต ความชื้นและออกซิเจนในสภาพแวดล้อมอาจรบกวนกระบวนการชาร์จและการปล่อยประจุของแบตเตอรี่ ความชื้นอาจกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาข้างเคียงภายในแบตเตอรี่ โดยกินสารออกฤทธิ์ของแบตเตอรี่และเร่งการลดทอนความจุของแบตเตอรี่ ออกซิเจนอาจเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันกับวัสดุอิเล็กโทรดในแบตเตอรี่ ส่งผลต่อประสิทธิภาพของอิเล็กโทรด และส่งผลต่อความแม่นยำของเส้นโค้งการชาร์จ-การปล่อยประจุ การทดสอบการชาร์จและการปล่อยประจุในกล่องใส่ถุงมือจะช่วยขจัดการรบกวนของน้ำและออกซิเจน ซึ่งสามารถสะท้อนประสิทธิภาพการชาร์จและการปล่อยประจุของแบตเตอรี่ได้อย่างแท้จริง ข้อมูลที่ได้จะมีความแม่นยำและเชื่อถือได้มากขึ้น จึงถือเป็นพื้นฐานที่มั่นคงสำหรับการประเมินประสิทธิภาพและการปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ เมื่อทำการทดสอบอายุการใช้งานแบตเตอรี่ สภาพแวดล้อมที่เสถียรก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน หากสภาพแวดล้อมในการทดสอบไม่เสถียร เช่น พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิและความชื้นมีความผันผวนอย่างมาก ก็จะทำให้แบตเตอรี่ได้รับผลกระทบในระดับที่แตกต่างกันในแต่ละรอบการใช้งาน ส่งผลให้ผลการทดสอบเบี่ยงเบนไป และไม่สามารถประเมินอายุการใช้งานจริงของแบตเตอรี่ได้อย่างแม่นยำ

3、วิธีเลือกกล่องใส่ถุงมือ

(1) คุณสมบัติการปิดผนึก: คุณสมบัติการปิดผนึกเป็นหนึ่งในคุณสมบัติการทำงานหลักของกล่องใส่ถุงมือ ประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดีสามารถรับประกันความเสถียรของสภาพแวดล้อมภายในกล่องใส่ถุงมือและป้องกันไม่ให้อากาศภายนอก ความชื้น และสิ่งสกปรกเข้ามาได้ เมื่อเลือกกล่องใส่ถุงมือ คุณสามารถประเมินประสิทธิภาพการปิดผนึกได้โดยการตรวจสอบโครงสร้างการปิดผนึกของผลิตภัณฑ์ วัสดุปิดผนึก และรายงานการทดสอบ เป็นต้น กล่องใส่ถุงมือบางรุ่นใช้การออกแบบการปิดผนึกสูญญากาศแบบโอริง ซึ่งสามารถให้ผลการปิดผนึกที่ดีได้

(2) ระบบการกรอง: ระบบการกรองยังมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพของกล่องเก็บของอีกด้วย ระบบนี้สามารถกำจัดฝุ่น ความชื้น และออกซิเจนออกจากช่องเก็บของได้ ทำให้สภาพแวดล้อมภายในสะอาดและบริสุทธิ์ ประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของระบบการกรองเป็นตัวบ่งชี้หลักที่ต้องให้ความสำคัญ ในขณะเดียวกัน จำเป็นต้องเข้าใจวงจรการบำรุงรักษาและการเปลี่ยนระบบการกรอง เพื่อให้การบำรุงรักษาและการจัดการระหว่างกระบวนการใช้งานเป็นไปอย่างดี

(3) ความสะดวกในการใช้งาน: ความสะดวกในการใช้งานส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการทำงานและประสบการณ์ของผู้ใช้ เมื่อเลือกกล่องใส่ถุงมือ จำเป็นต้องพิจารณาว่าตำแหน่งและขนาดของพอร์ตการทำงานเหมาะสมหรือไม่ และสะดวกในการใช้งานหรือไม่ กล่องใส่ถุงมือบางรุ่นยังติดตั้งระบบไฟส่องสว่าง ชั้นวางเครื่องมือ และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถเพิ่มความสะดวกในการใช้งาน นอกจากนี้ ระบบควบคุมของกล่องใส่ถุงมือยังควรเรียบง่ายและเข้าใจง่าย ใช้งานและปรับแต่งได้ง่ายอีกด้วย

(4) เมื่อเลือกกล่องเก็บของ ไม่ควรเน้นที่ราคาเพียงอย่างเดียว แต่ควรประเมินความคุ้มทุนอย่างครอบคลุม ค่าใช้จ่ายของกล่องเก็บของไม่เพียงแต่รวมถึงการลงทุนครั้งเดียวเมื่อซื้อเท่านั้น แต่ยังรวมถึงต้นทุนการใช้งานด้วย ไม่ควรมองข้ามระบบกรองของกล่องเก็บของเป็นตัวอย่าง ไส้กรองเป็นชิ้นส่วนที่เปราะบาง ความถี่ในการเปลี่ยนและต้นทุนส่งผลโดยตรงต่อต้นทุนการใช้งาน กล่องเก็บของประสิทธิภาพสูงอาจมีราคาค่อนข้างแพงในช่วงแรก แต่เนื่องจากประสิทธิภาพของระบบกรองที่สูงและอายุการใช้งานที่ยาวนาน จึงสามารถลดต้นทุนการใช้งานได้จริงในระยะยาว

ในขณะเดียวกัน การใช้พลังงานระหว่างการทำงานของกล่องเก็บของก็เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของต้นทุนการใช้งานเช่นกัน แม้ว่ากล่องเก็บของประหยัดพลังงานอาจมีราคาแพงกว่ากล่องเก็บของทั่วไป แต่ก็สามารถประหยัดต้นทุนในการใช้งานครั้งต่อไปได้เนื่องจากใช้พลังงานน้อยลง นอกจากนี้ อายุการใช้งานและความเสถียรของประสิทธิภาพการทำงานของกล่องเก็บของยังเกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพด้านต้นทุนอีกด้วย กล่องเก็บของที่เชื่อถือได้ไม่เพียงแต่ให้สภาพแวดล้อมการทดสอบที่เสถียรและรับประกันความแม่นยำของข้อมูลการทดลองเท่านั้น แต่ยังช่วยลดต้นทุนโดยรวมอันเนื่องมาจากข้อผิดพลาดน้อยลงและอัตราการบำรุงรักษาที่ต่ำลงอีกด้วย การเลือกกล่องเก็บของที่ตอบสนองความต้องการและประสิทธิภาพด้านต้นทุนสูงนั้นทำได้โดยการพิจารณาปัจจัยเหล่านี้อย่างครอบคลุมเท่านั้น

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยี เทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตตจึงก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง ซึ่งยังทำให้มีข้อกำหนดที่สูงกว่าสำหรับเทคโนโลยีกล่องใส่ถุงมืออีกด้วย เพื่อตอบสนองความต้องการขั้นสุดท้ายของแบตเตอรี่โซลิดสเตตสำหรับความบริสุทธิ์ของวัสดุและความบริสุทธิ์ของสิ่งแวดล้อม กล่องใส่ถุงมือจะต้องเพิ่มความสามารถในการทำให้บริสุทธิ์อย่างต่อเนื่อง ลดปริมาณน้ำ ออกซิเจน และระดับสิ่งเจือปนภายในกล่อง และให้แน่ใจว่าวัสดุของแบตเตอรี่ไม่มีการปนเปื้อนแม้เพียงเล็กน้อยระหว่างขั้นตอนการเตรียมและการผลิต เทคโนโลยีการควบคุมสิ่งแวดล้อมที่แม่นยำยิ่งขึ้นก็มีความสำคัญอย่างยิ่งเช่นกัน กล่องใส่ถุงมือในอนาคตไม่เพียงแต่ต้องบรรลุสภาพแวดล้อมที่ไม่มีน้ำและออกซิเจนเท่านั้น แต่ยังสามารถควบคุมพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และแรงดัน เพื่อตอบสนองความต้องการพิเศษของวัสดุแบตเตอรี่โซลิดสเตตที่แตกต่างกันและกระบวนการผลิต