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关于用精密计量泵注锂离子电池电解液的建议

2015-01-05 10:12:05 646


目前,许多厂家在应用精密计量泵来生产锂离子电池时,经常发现在注液的过程,泵的输出管不断积聚气泡。由于这些气泡的产生,大大影响了精密计量泵的注液精度。严重的会令泵嘴上的电解液不断滴漏。

    出现以上问题的原因,绝大部分原因是由于电解液内含气体。先就该问题作具体分析和建议解决方案:

    电解液是由以下主要成分组成: LiPF6 电解 液 包 含 以 下 溶 剂:

                      Ethylene Carbonate

                      Di-Methyl Carbonate

                      Di-Ethylene Carbonate

    电解液在储运过程和使用前,储存在灌入高压力惰性气体的密封罐内。由于气体压力的作用,电解液溶解了大量的气体并达到饱和状态。在使用之前,通常会将电解液储运罐内的气体排放出来,同时也能将溶解在电解液内的部分气体析放出来。但电解液内还含有相当量的气体。

    在用精密计量泵来将这些含气体的电解液进行注液时,如果电解液内的含气体量较大时,能在输入和输出管看到气泡的出现。但如果电解液内的含气体量不是很大时,往往在输入管上看不到气泡,但在输出管上看到气泡的不断积聚。在这种情形下,往往被认为是精密计量泵的密封不好或密封圈磨损。其实这是由于吐量柱塞回吸过程时,泵膛是处于负压的状态,当含气体的电解液进入泵膛内时,在负压的作用下,气体被析放出来,从而在输出管不断积聚。

    注意:当气体溶解在电解液内时,表面上是看不到气泡的。往往被认为电解液没有含气体。

    要解决该问题,必须将电解液内的气体完全排掉。可以肯定,将电解液内的气体排掉后,用精密计量泵来注电解液,精度是相当高的。

    由于电解液内的溶剂的挥发性相当高,用通常的长时间抽真空排气或静置在常压的大气下的方法是不允许的,因为电解液内的溶剂会不断被蒸发抽走,影响电解液的质量。

    为了能排掉电解液内的气体,同时又保持电解液的溶剂不会挥发掉,现建议采用以下的负压排气的方法,

请参考下图:柱塞回吸时,泵膛处于负压状态,电解液内的气体会被析放出来。

为防止真空源不断将电解液内的溶剂蒸发抽走,影响电解液的质量,应考虑用密封的电解液负压储料罐代替真空源进行排气。(在密闭的负压储料罐内,在气体被析放出来的同时,溶剂不会挥发掉)。

做一个带密封盖子的不锈钢罐(容积约5 升),锥形底部带开关接头出口(#1),该出口接头将与精密计量泵的入口管连接。该不锈钢罐应配液位观察管,能随时看到罐内液体的水平。不锈钢罐的上部接入一个真空表,能看到罐内的真空度。不锈钢罐的盖子(或罐子的上部)上密封焊接上三个带开关接头,一个与手套箱内的空间连通(#2),一个与真空源连通(#3),还有一个与电解液储存罐的输出管连通(#4)

    操作步骤:

       1、关闭#1 #3;打开#2 #4。开通电解液储存罐的开关,储存罐内的压力将电解液输送到不锈钢罐内。

       注意:保证灌进的电解液量不超过1.5 升(或总容量的 1/3 以内)。

       2、关闭#1,#2 #4,打开#3,对不锈钢罐进行抽真空约1-2 分钟。让不锈钢罐内的真空度达到***大。然后把#3 也关闭。保持该状态1-- 2 小时(?)。随着电解液内的气体在此罐内慢慢析出,罐内的真空度会逐渐下降。(如果电解液的含的气体较多,可考虑重复以上步骤再次除气)

       3、在以上排气完成后,电解液便能使用了。关闭#3 #4,将精密计量泵的输入管接入到#1。先打开#2,然后打开#1。开始用精密计量泵注液。


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