鋰電池電解液作用就是正負(fù)極之間導(dǎo)通離子,擔(dān)當(dāng)鋰離子傳輸介質(zhì)的作用,通用的鋰離子電池電解液由無(wú)機(jī)鋰鹽電解質(zhì)、有機(jī)碳酸酯和添加劑組成,作為鋰離子遷移和電荷傳遞的介質(zhì),是鋰離子電池不可或缺的重要組成部分,是鋰離子電池獲得高電壓、高能量密度、高循環(huán)性能等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)。
考核電池注液的最主要參數(shù):注液量、浸潤(rùn)效果(充分且均勻)、注液精度,這三點(diǎn)都是由注液機(jī)的性能來(lái)實(shí)現(xiàn)的,因此注液設(shè)備在鋰電池生產(chǎn)流程中也是非常重要的,直接影響到電池性能。
注液機(jī)注液的原理,就是在電池有限的內(nèi)部容腔內(nèi)(容腔內(nèi)包括電芯以及未被充填的空間),通過(guò)一定的工藝方式(比如真空、壓力、時(shí)間),把電解液注入容腔內(nèi),一部分電解液浸潤(rùn)到電芯(正負(fù)極極片、隔膜組成)內(nèi)部,一部分占據(jù)未被充填的空間。全部注入電解液的量就是注液量。浸潤(rùn)到電芯內(nèi)部的電解液越多,相對(duì)而言浸潤(rùn)效果就越好。把電解液浸潤(rùn)到電芯內(nèi)部的時(shí)間越短,表明注液機(jī)的工藝能力越好。對(duì)于某個(gè)電池,實(shí)際注液量和設(shè)定要求的注液量的偏差,就是注液精度。對(duì)于同一批電池,注液量一致性越好,注液量越集中,注液重量的CPK值越大,就是注液機(jī)的整體性能越好。
一套完整的注液設(shè)備由真空泵、注液泵、電解液中轉(zhuǎn)罐、讀碼系統(tǒng)、稱(chēng)重系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、測(cè)漏系統(tǒng)、供液系統(tǒng)、靜置機(jī)構(gòu)等關(guān)重部分組成。
真空泵:一般使用螺桿泵,若放在注液機(jī)旁,真空利用效率高,相對(duì)節(jié)能。放在較遠(yuǎn)處需要做管道過(guò)來(lái),要考慮管道對(duì)真空造成損失,管道越長(zhǎng)越細(xì),真空流量和真空度損失就越大。
注液泵:一般采用電動(dòng)泵,泵頭為陶瓷材料,電動(dòng)泵的精度對(duì)于電解液一般是0.25%左右。注液泵在實(shí)際生產(chǎn)中要避免卡泵。
電解液中轉(zhuǎn)罐:電解液中轉(zhuǎn)罐主要目的是電解液供應(yīng)(給注液杯)控制在常壓下,并保持微小范圍內(nèi)的恒定;電解液桶里的電解液因?yàn)槌淞说獨(dú)獗Wo(hù)氣體,壓力在0.2MPa左右,在使用時(shí)壓力會(huì)降低;電解液中轉(zhuǎn)罐必要時(shí)可以采用兩層-雙罐結(jié)構(gòu),可以對(duì)上層罐子進(jìn)行除氣泡,以提高注液量的一致性和精度;必要時(shí)可以對(duì)電解液進(jìn)行過(guò)濾。
MES系統(tǒng):MES系統(tǒng)主要包括電池條碼、前稱(chēng)重、后稱(chēng)重、注液量偏差合格與否,可以實(shí)現(xiàn)一次注液和二次注液互相連接,以及整個(gè)工廠(chǎng)互相連接。
測(cè)漏系統(tǒng):有時(shí)候需要檢測(cè)密封膠嘴和電池的密封性,密封NG的電池不注液。采用真空或壓力保持的方式檢測(cè)。
供液系統(tǒng):包括注液泵、閥門(mén)管路等;有些配有暫存杯,可以提高效率;有些采用移動(dòng)注液針?lè)绞?,用更少的泵給更多的杯子注液。
靜置機(jī)構(gòu):靜置機(jī)構(gòu)包含注液杯、密封膠嘴、電池托盤(pán)、壓緊機(jī)構(gòu)、壓力-真空閥門(mén)管路系統(tǒng)等。軟包電池一般采用真空—常壓的循環(huán)靜置方式;硬殼電池一般采用真空—常壓—正壓—常壓的循環(huán)靜置方式。