O papel do eletrólito da bateria de lítio é facilitar a condução de íons entre os eletrodos positivo e negativo. Ele serve como um meio para transporte de íons de lítio e transferência de carga. O eletrólito comum para baterias de íons de lítio consiste em eletrólito de sal de lítio inorgânico, solventes de carbonato orgânico e aditivos. Como meio para migração de íons de lítio e transferência de carga, é um componente essencial das baterias de íons de lítio e forma a base para obter vantagens de alta tensão, alta densidade de energia e alto desempenho de ciclagem.
Os parâmetros mais importantes para avaliar a injeção da bateria são o volume de injeção, o efeito de umedecimento (completo e uniforme) e a precisão da injeção. Esses três aspectos são alcançados através do desempenho da máquina de injeção. Portanto, a máquina injetora também é crucial no processo de produção de baterias de lítio, pois afeta diretamente o desempenho da bateria.
O princípio da máquina injetora para injeção de eletrólitos é injetar o eletrólito na cavidade interna limitada da bateria (que inclui a célula e o espaço não preenchido) usando um processo específico, como vácuo, pressão e tempo. Uma parte do eletrólito se infiltra no interior da célula (composta poreletrodo negativofolhas e separador), enquanto outra parte ocupa o espaço não preenchido. A quantidade total de eletrólito injetado é o volume de injeção. Quanto mais eletrólito se infiltra no interior da célula, melhor é o efeito de umedecimento relativamente. Quanto menor o tempo necessário para infiltrar o eletrólito na célula, melhor será a capacidade de processo da máquina de envase. O desvio entre o volume de injeção real e o volume de injeção necessário definido para uma bateria específica é a precisão da injeção. Para o mesmo lote de baterias, melhor será a consistência do volume de injeção e mais concentrado será o volume de injeção, indicado por um valor de CPK mais elevado do injecção peso, melhor o desempenho geral da máquina de injeção.
Um conjunto completo de equipamentos de injeção consiste em componentes-chave, como bomba de vácuo, bomba de injeção, tanque de transferência de eletrólitos, sistema de leitura de código, sistema de pesagem, sistema MES, sistema de detecção de vazamentos, sistema de abastecimento e mecanismo de sedimentação.
Bomba de vácuo: As bombas de parafuso são comumente usadas como bombas de vácuo na máquina de injeção. Se colocado perto domáquina de injeção, a eficiência de utilização do vácuo é alta, resultando em economia de energia. No entanto, se a bomba de vácuo estiver localizada longe, ela requer tubulações para transportar o vácuo, e a perda de vácuo devido às tubulações precisa ser considerada. Quanto mais longas e estreitas as tubulações, maior a perda de vazão de vácuo e nível de vácuo.
Bomba de injeção: As bombas elétricas são comumente usadas, com cabeçotes de cerâmica. A precisão da bomba elétrica para o eletrólito é geralmente em torno de 0,25%. É importante evitar o entupimento da bomba durante a produção real.
Tanque de transferência de eletrólitos: O principal objetivo do tanque de transferência de eletrólitos é fornecer o eletrólito (ao copo de injeção) à pressão atmosférica e mantê-lo dentro de uma faixa pequena e constante. O eletrólito no tanque de eletrólitos é pressurizado a cerca de 0,2 MPa devido à presença de gás nitrogênio como gás protetor. A pressão diminui durante o uso. Quando necessário, uma estrutura de tanque duplo ou de duas camadas pode ser usada para o tanque de transferência de eletrólitos. Isso permite a desgaseificação do tanque superior para melhorar a consistência e a precisão do volume de injeção. A filtragem do eletrólito também pode ser feita, se necessário.
Sistema MES: O sistema MES inclui leitura de código de barras da bateria, pré-pesagem, pós-pesagem e verificação do desvio do volume de injeção para qualificação. Permite a integração dos processos de primeira e segunda injeção, bem como a interligação de toda a fábrica.
Sistema de detecção de vazamento: Às vezes é necessário testar a vedação do bujão de borracha de vedação e da bateria. Baterias com vedação inadequada não são preenchidas com eletrólito. A detecção de vazamento é realizada usando um método de retenção de vácuo ou pressão.
Sistema de abastecimento: O sistema de abastecimento inclui a bomba injetora, válvula e tubulações. Alguns sistemas são equipados com copos de armazenamento temporário para melhorar a eficiência. Em alguns casos, é usado um método de agulha de injeção móvel, que permite a injeção de vários copos com menos bombas.
Mecanismo de assentamento: O mecanismo de assentamento inclui o copo de injeção, o plugue de borracha de vedação, a bandeja da bateria, o mecanismo de pressão e a válvula de pressão-vácuo e o sistema de tubulação. Para baterias de bolsa (Equipamentos relacionados), geralmente é usado um método de sedimentação cíclica vácuo-atmosfera. Para baterias cilíndricas, um método de estabilização cíclica de atmosfera de pressão positiva de atmosfera de vácuo é comumente empregado.
