锂电池注液泵广州飞升：锂电池注液泵演进“图鉴”|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

广州飞升：锂电池注液泵演进“图鉴”

注液|广州飞升文章来源自：高工锂电网

2020-09-01 08:28:03 阅读：4041

注液作为锂电池生产工序中的关键环节，电解液注液量对于锂电池的电化学性能、安全性能有着重要的影响。因此注液泵作为锂电池注液工序的核心部件，对于控制电解液的精准度更是起到至关重要的作用。

广州飞升精密设备有限公司（简称“广州飞升”）专注于提供注液、点液、喷涂、预灌装等精量流体系列解决方案。在锂电领域，公司引领了锂电池注液泵技术发展路线，并服务了锂电前30强的绝大部分客户。

锂电池注液泵发展线路图：

01气动泵到电动泵

在中国锂电发展的初期，锂电池注液采用气动泵。2006年，广州飞升团队开始为中国市场引进美国IVEK陶瓷电动泵，因其高精度、免维护、耐腐蚀的特点，国内知名锂电企业纷纷开始采用IVEK电动泵。到2014年，气动泵基本退出中国锂电市场，广州飞升代理的IVEK陶瓷电动泵成为市场主流。

02 IVEK泵到飞升泵

从2013年开始，随着消费市场需求增大，价格竞争激烈，锂电客户要求性价比更高，效率更高的注液泵。广州飞升最先推出大容量注液泵，比以往的注液泵效率提升了几倍。以0.1%的高精度及更优惠的价格，吸引许多中国锂电企业开始大批量采用广州飞升陶瓷电动泵。

03 常压注液到真空注液

广州飞升注液泵不仅广泛用于常压注液，还应用于真空注液。广州飞升应市场发展，在2016年率先研发了高真空注液泵系统，并给客户提供了真空注液解决方案(0至-95kpa) ，可在真空度-95kpa条件下直接注液，精度及CPK值持续精准稳定，得到客户的认可，并已经批量投产使用至今。

从锂电池/超级电容常压注液，到真空注液，再到5G手机热管真空注液，广州飞升为许多中国知名锂电企业和5G手机热管公司提供了核心真空注液泵技术及系统解决方案。

04 机械电动泵到智能变量泵

传统陶瓷电动泵，其注液量的调节，依靠手动调节偏转角度，需要重复多次校准造成电解液浪费。2015年底，广州飞升经过不断研发实践，开发出了锂电行业第一台全数控智能变量泵，并获得新型发明及实用专利证书，打破了行业内因传统注液泵机械调节不方便，不完全数控的技术瓶颈。

智能变量泵实现了闭环控制、智能化生产，减少人工及原料浪费，提高了锂电池注液的一致性，推向市场后，不仅受到中国锂电30强的认可，还出口至韩国、日本等国家。

05 智能变量泵到恒流泵

随着消费市场对锂电池产品性能要求越来越高，电池容量越来越大，对注液效率要求越来越高。广州飞升在智能变量泵技术基础之上，又开始研发更先进的注液泵技术，经过技术团队研发，广州飞升在2019年开发出全新具有专利技术的恒流泵，该产品再一次突破了注液泵技术。

恒流泵具有高达50ml/s的效率，0.1%的高精度，线性无脉动、永不卡泵等特性，并取得了由德国TUV南德CE防爆安全认证证书，从而为全球锂电行业提供了更安全可靠的锂电注液泵。

广州飞升FSH-CF恒流泵的显著特点在于：国内首款防爆CE认证注液泵—德国TUV南德认证，安全可靠；高压密封，无泄漏，永不卡泵；高效率，最高可达50ml/s；伺服闭环控制。

同时还具备恒流计量，不受灌装量限制；线性注液，无脉动；常压/高压泵（液压范围0-50bar）；-10~60℃注液；高精度，CV最高可达0.1%；简单、易保养、长寿命设计等优势，是中、大、超大动力电池的优质选择。

广州飞升将继续不断投入技术研发，继续引领注液泵技术与发展路线，与客户一同成长。

锂离子电池制作--注液

注液：通过预留注液孔，把电解液（六氟磷酸锂等）按照需要的量注入电池内部的过程，分为一次注液和二次注液。

电解液使用的碳酸酯类，故而在注液前需高温烘烤，把水分烘到工艺要求范围内。隧道炉，既是把激光焊后电池，经过全自动真空隧道炉烘干水分的过程，因为下一个工序为注液，故必须把水分烘到可以控制的范围。在隧道炉中，有充氮气，抽真空，高温加热环节，充氮气是为了置换空气，破真空（用抽负压的时候，长期负压会损坏设备，且会损坏电池，充氮气使内外部气压大致相等）的作用，使得导热性更好，水分蒸发得更好。结束后抽检测量水分，水分合格才可以往下流转。隧道炉存在由于运输车与线体摩擦，产生粉尘影响电池性能，故而需注意线体材料，降低粉尘影响。

一次注液是首次注液，注液后，通过高温老化房，使得电解液浸润到极片里面，参与化学反应，实现化学能与电能的转化。需要注意的是某些电解液里面添加了过充保护剂等添加剂，需保持电解液的保有量，确保电池安全。二次注液，则是化成后对电解液的一个补充过程，二次注液时，还兼顾封口，常用的封口方式有采用打胶塞，铝片激光封口；打钢珠，点胶封口。为防止粉尘污染和增强浸润效果，注液后可人工把电池用胶塞封口，化成前拔掉，化成后再次封口，二次注液前拔掉，只有这样，才能安全的采用叠盘方式高温老化。这种方式一般要配备化成后抽真空，因为化成产生的气体需要排出，封口后则不利于气体排出，后期拟在线体增加抽真空箱。

电解液:电解液是锂离子电池的重要组分，其重量占整个电池材料的15%，体积占32%。由此可见，电解液的性能及其与两电极的兼容性直接影响到锂离子电池的性能。因此，电解液的研究与开发对锂离子电池性能的研究与发展至关重要。电解液包括电解质(LiAsF6、LiBF4、LiPF6 )、有机溶剂(由低粘度的溶剂如DMC碳酸二甲脂(链状)、DEC碳酸二乙脂、DME乙二醇二甲醚、EMC碳酸甲乙脂等和高介电常数的溶剂如EC碳酸乙烯脂(环状)、PC碳酸丙烯脂等按一定的比例混合而成的复合溶剂)，有时还加入少量添加剂(SEI成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、过充电保护添加剂、控制电解液中水和HF含量的添加剂和多功能添加剂)。锂离子电池使用的电解质盐有多种，一般采用含氟的锂盐, 一方面含氟阴离子有电荷离域作用,能抑制电解液中离子对的形成,提高电导率另一方面能提高电解液的电化学稳定性,其中LiBF4由于其不良导电性和循环性能而没有得到广泛应用。

LiPF6是最常用的电解质锂盐，它对负极稳定，放电容量大，电导率高，内阻小，充放电速度快，然而LiPF6对水分和HF酸极其敏感，且不耐高温，容易发生分解反应。而LiBF4不仅在50°C的高温时，而且可以在-10°C的低温也有较好的热稳定性，这些优势使得LiBF4又被重新研究。此外,性能最佳的LiAsF6 因为5价的As有致癌的因素，故不考虑。因此，考虑到锂离子电池在高低温等极端环境下应用的需要。

在首次充电中，电解液会在正负极活性材料表面形成SEI膜（固相电解质界面膜），这层钝化膜由Li2O、LiF、LiCl、Li2CO3、LiCO2-R、醇盐和非导电聚合物组成，是多层结构，靠近电解液的一面是多孔的，靠近电极的一面是致密的。SEI膜的形成对电极材料的性能产生至关重要的影响。一方面，SEI膜的形成消耗了部分锂离子，使得首次充放电不可逆容量增加，降低了电极材料的充放电效率，故而有新工艺提到了预锂化，后期我会推出预锂化相关文章；另一方面，SEI膜具有有机溶剂不溶性，在有机电解质溶液中能稳定存在，并且溶剂分子不能通过该层钝化膜，从而能有效防止溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏，因而大大提高了电极的循环性能和使用寿命，正极表面和负极表面的SEI成膜机理不同，一般认为碳负极表面上的SEI膜是由溶剂分子、添加剂分子甚至是杂质分子在碳负极表面上氧化产物组成的，正极表面上的SEI膜是由还原产物组成的。

注液后需进行高温老化：把电池放入40±5℃的空间里，让电池电解液更充分的浸润以及让化成后SEI膜形成得更加致密的作用。

二次注液，主要是一个补液的过程，前期存在部分电解液的损失，本工序一般配封口工步。目前主要采用两种方式，一种是打胶塞，上铝片进行激光焊接，而另一种则是封钢珠，点树脂胶的方式。

二次注液与一次注液相同，一般采用真空注液，通过高精密的注液泵控制注液量，注液前会对电池进行称重，注液后进行二次称重，与第一次称重重量对比，以此来考核注液量是否合格，对NG的电池挑出再次进行注液。

第一种封口方式，采用打胶塞，上铝片后，进行激光焊接。这种方式密封性能较好，但成本较高，配备激光焊接、氮气、氦气检测设备，一般配备在较大的电池上，注液孔较大；第二种封口方式，采用打钢珠，点树脂胶的方式，成本较低，但是点胶要求较大，一般配备UV固化灯进行即使固话，树脂胶在凝固过程中容易产生气泡，气泡破损会影响密封效果，导致电池水分进入或者电解液流出，这种方式一般应用在较小的电池上，注液孔较小。