三一技术装备有限公司:核心工序!一文了解锂电池注液设计要点

2023/11/20 09:35三一技术装备有限公司

锂电池电解液作用就是正负极之间导通离子,担当锂离子传输介质的作用,通用的锂离子电池电解液由无机锂盐电解质、有机碳酸酯和添加剂组成,作为锂离子迁移和电荷传递的介质,是锂离子电池不可或缺的重要组成部分,是锂离子电池获得高电压、高能量密度、高循环性能等优点的基础。

考核电池注液的最主要参数:注液量、浸润效果(充分且均匀)、注液精度,这三点都是由注液机的性能来实现的,因此注液设备在锂电池生产流程中也是非常重要的,直接影响到电池性能。

注液机注液的原理,就是在电池有限的内部容腔内(容腔内包括电芯以及未被充填的空间),通过一定的工艺方式(比如真空、压力、时间),把电解液注入容腔内,一部分电解液浸润到电芯(正负极极片、隔膜组成)内部,一部分占据未被充填的空间。全部注入电解液的量就是注液量。浸润到电芯内部的电解液越多,相对而言浸润效果就越好。把电解液浸润到电芯内部的时间越短,表明注液机的工艺能力越好。对于某个电池,实际注液量和设定要求的注液量的偏差,就是注液精度。对于同一批电池,注液量一致性越好,注液量越集中,注液重量的CPK值越大,就是注液机的整体性能越好。

套完整的注液设备由真空泵、注液泵、电解液中转罐、读码系统、称重系统、MES系统、测漏系统、供液系统、静置机构等关重部分组成

套完整的注液设备由真空泵、注液泵、电解液中转罐、读码系统、称重系统、MES系统、测漏系统、供液系统、静置机构等关重部分组成

一套完整的注液设备由真空泵、注液泵、电解液中转罐、读码系统、称重系统、MES系统、测漏系统、供液系统、静置机构等关重部分组成。

真空泵:一般使用螺杆泵,若放在注液机旁,真空利用效率高,相对节能。放在较远处需要做管道过来,要考虑管道对真空造成损失,管道越长越细,真空流量和真空度损失就越大。

注液泵:一般采用电动泵,泵头为陶瓷材料,电动泵的精度对于电解液一般是0.25%左右。注液泵在实际生产中要避免卡泵。

电解液中转罐:电解液中转罐主要目的是电解液供应(给注液杯)控制在常压下,并保持微小范围内的恒定;电解液桶里的电解液因为充了氮气保护气体,压力在0.2MPa左右,在使用时压力会降低;电解液中转罐必要时可以采用两层-双罐结构,可以对上层罐子进行除气泡,以提高注液量的一致性和精度;必要时可以对电解液进行过滤。

MES系统:MES系统主要包括电池条码、前称重、后称重、注液量偏差合格与否,可以实现一次注液和二次注液互相连接,以及整个工厂互相连接。

测漏系统:有时候需要检测密封胶嘴和电池的密封性,密封NG的电池不注液。采用真空或压力保持的方式检测。

供液系统:包括注液泵、阀门管路等;有些配有暂存杯,可以提高效率;有些采用移动注液针方式,用更少的泵给更多的杯子注液。

静置机构:静置机构包含注液杯、密封胶嘴、电池托盘、压紧机构、压力-真空阀门管路系统等。软包电池一般采用真空—常压的循环静置方式;硬壳电池一般采用真空—常压—正压—常压的循环静置方式。

车间拍图

车间拍图

在使用设备的过程中,应该注意:

1、和其他自动化设备相比,注液机最大的特点是电解液有腐蚀性,在使用和维护中要特别加以重视;

2、尼龙(PA66)、赛钢(POM)、PU气管、亚克力板(有机玻璃)是不耐电解液腐蚀的,需要避免使用;

3、电解液容易结晶,注液泵在长期停机前需要拆出来清洗泵头(陶瓷泵头),以免结晶卡泵;

4、避免在有电解液的周围特别是下方有电器线路;

5、导轨滑块要避免被电解液腐蚀;

6、有条件的话,停产停机时也不要断供干燥气。

责任编辑:Yaodl

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