Le rôle de l’électrolyte de batterie au lithium est de faciliter la conduction des ions entre les électrodes positives et négatives. Il sert de support pour le transport des ions lithium et le transfert de charge. L’électrolyte commun pour les batteries lithium-ion se compose d’électrolyte de sel de lithium inorganique, de solvants carbonatés organiques et d’additifs. En tant que support de migration et de transfert de charge au lithium-ion, il est un composant essentiel des batteries lithium-ion et constitue la base pour obtenir des avantages en matière de haute tension, de haute densité d’énergie et de performances de cyclage élevées.
Les paramètres les plus importants pour évaluer l’injection de la batterie sont le volume d’injection, l’effet de mouillage (complet et uniforme) et la précision de l’injection. Ces trois aspects sont obtenus grâce aux performances de la machine d’injection. Par conséquent, la machine d’injection est également cruciale dans le processus de production des batteries au lithium, car elle a un impact direct sur les performances de la batterie.
Le principe de la machine d’injection d’électrolyte est d’injecter l’électrolyte dans la cavité interne limitée de la batterie (qui comprend la cellule et l’espace non rempli) en utilisant un processus spécifique tel que le vide, la pression et le temps. Une partie de l’électrolyte s’infiltre à l’intérieur de la cellule (composée deélectrode négativefeuilles et séparateur), tandis qu’une autre partie occupe l’espace non rempli. La quantité totale d’électrolyte injectée est le volume d’injection. Plus l’électrolyte s’infiltre à l’intérieur de la cellule, meilleur est l’effet de mouillage. Plus le temps nécessaire pour infiltrer l’électrolyte dans la cellule est court, meilleure est la capacité de traitement de la machine de remplissage. L’écart entre le volume d’injection réel et le volume d’injection requis pour une batterie spécifique est la précision d’injection. Pour un même lot de batteries, meilleure est la consistance du volume d’injection et plus le volume d’injection est concentré, indiqué par une valeur CPK plus élevée de la injection poids, meilleures sont les performances globales de la machine d’injection.
Un ensemble complet d’équipements d’injection se compose de composants clés tels qu’une pompe à vide, une pompe d’injection, un réservoir de transfert d’électrolyte, un système de lecture de codes, un système de pesage, un système MES, un système de détection de fuites, un système d’alimentation et un mécanisme de décantation.
Pompe à vide : Les pompes à vis sont couramment utilisées comme pompes à vide dans la machine d’injection. S’il est placé à proximité dumachine d’injection, l’efficacité d’utilisation du vide est élevée, ce qui permet de réaliser des économies d’énergie. Cependant, si la pompe à vide est située loin, elle nécessite des canalisations pour transporter le vide, et la perte de vide due aux canalisations doit être prise en compte. Plus les conduites sont longues et étroites, plus la perte de débit et de niveau de vide est importante.
Pompe d’injection : Les pompes électriques sont couramment utilisées, avec des têtes de pompe en céramique. La précision de la pompe électrique pour l’électrolyte est généralement d’environ 0,25 %. Il est important d’éviter l’encrassement de la pompe pendant la production proprement dite.
Réservoir de transfert d’électrolyte : L’objectif principal du réservoir de transfert d’électrolyte est de fournir l’électrolyte (à la coupelle d’injection) à la pression atmosphérique et de le maintenir dans une plage petite et constante. L’électrolyte dans le réservoir d’électrolyte est pressurisé à environ 0,2 MPa en raison de la présence d’azote gazeux comme gaz protecteur. La pression diminue pendant l’utilisation. Si nécessaire, une structure à deux couches ou à double réservoir peut être utilisée pour le réservoir de transfert d’électrolyte. Cela permet le dégazage du réservoir supérieur pour améliorer la consistance et la précision du volume d’injection. Un filtrage de l’électrolyte peut également être effectué si nécessaire.
Système MES : Le système MES comprend la lecture des codes-barres de la batterie, le pré-pesage, le post-pesage et la vérification de l’écart de volume d’injection pour la qualification. Il permet l’intégration des processus de première injection et de seconde injection, ainsi que l’interconnexion de l’ensemble de l’usine.
Système de détection de fuites : Parfois, il est nécessaire de tester l’étanchéité du bouchon en caoutchouc d’étanchéité et de la batterie. Les batteries dont l’étanchéité est insuffisante ne sont pas remplies d’électrolyte. La détection des fuites est effectuée à l’aide d’une méthode de rétention du vide ou de la pression.
Système d’alimentation : Le système d’alimentation comprend la pompe d’injection, la vanne et les canalisations. Certains systèmes sont équipés de gobelets de stockage temporaires pour améliorer l’efficacité. Dans certains cas, une méthode d’aiguille d’injection mobile est utilisée, ce qui permet d’injecter plusieurs ventouses avec moins de pompes.
Mécanisme de décantation : Le mécanisme de décantation comprend la coupelle d’injection, le bouchon en caoutchouc d’étanchéité, le plateau de batterie, le mécanisme de pressage, la soupape de pression et le système de vide-pression et de canalisation. Pour les batteries de poche (Équipement connexe), une méthode de décantation cyclique sous vide est généralement utilisée. Pour les batteries cylindriques, une méthode de décantation cyclique sous vide-atmosphère-pression positive est couramment utilisée.
