各類注液泵在鋰離子電池注液的應用情況分析
在過去二十年間年,鋰離子電池行業(yè)發(fā)展相當快速。已經(jīng)取代了鎳氫電池成為最主流的移動電源的電芯。然而,鋰離子電池的電解液注液,比鎳氫電池要求更高,對注液機和注液泵的要求更高。
鋰離子電解液的主要成分是電解液是由以下主要成分組成: LiPF6 (六氟磷酸鋰)
Ethylene Carbonate
Di-Methyl Carbonate
Di-Ethylene Carbonate
這種電解液易于結(jié)晶、與水分反應生成強腐蝕性的氫氟酸。
電解液在儲運過程和使用前,儲存在灌入高壓力惰性氣體的密封罐內(nèi)。由于氣體壓力的作用,電解液溶解了大量的氣體并達到飽和狀態(tài)。
因此,一般鋰離子電解液特點是含有氣體、易于結(jié)晶、腐蝕性強。
由于以上的特性,目前似乎還沒有一種注液泵能完美地應用在鋰離子電池注液。 我們也不懈努力,一直在尋求一種最適合鋰離子電池的注液泵的解決方案。按照我們多年的實踐經(jīng)驗,現(xiàn)介紹目前可用于鋰離子電池的注液泵類型及其優(yōu)缺點如下,希望能作為您選擇泵型的參考。
1、 海霸氣動單向閥泵
在過去二十多年,加拿大海霸泵為中國的電池發(fā)展事業(yè)作出巨大的貢獻。我們有幸曾經(jīng)作為該產(chǎn)品的代理商接近二十年,成功地將海霸泵的應用向電池行業(yè)和其它各行各業(yè)進行推廣,使之成為國內(nèi)較普遍應用的高端品牌注液泵。
海霸泵在鋰離子電池應用,最典型的是氣動單向閥型泵,型號包括1BC、2BC、4FC和4HC。
海霸泵的原本設(shè)計是基于堿錳電池注液,通常情況下,廠家使用情況良好。但在鋰離子電解液應用的情況下不如在堿錳電池行業(yè)的效果。一般問題是,耐腐蝕性不足、注液精度穩(wěn)定性不高。這其實不是泵的問題,而是鋰離子電解液的特性所決定的。
電解液腐蝕性強,容易結(jié)晶。對泵的一些零件有腐蝕性,結(jié)晶物會積聚在單向閥上,引起密封不嚴,導致精度下降。建議客戶加強維護保養(yǎng),盡量維護電解液的純凈,定期清洗單向閥座,盡量不讓電解液接觸到泵的氣動元件。如果還不能解決問題,請聯(lián)絡(luò)我們。我們可將提供最佳的改善方案,可以改善到接近免維護的鋰電泵,更精準穩(wěn)定。
2、 旋轉(zhuǎn)式陶瓷柱塞泵(進口和國產(chǎn))
由于部分客戶使用單向閥泵有不穩(wěn)定現(xiàn)象,需要較頻繁的維護保養(yǎng),就開始采用一種進口的旋轉(zhuǎn)陶瓷柱塞泵。雖然這種進口價格高,但由于是標稱免維護,而且在實際使用過程,確實可提升了注液的穩(wěn)定性。這種旋轉(zhuǎn)式的柱塞泵,在柱塞旋轉(zhuǎn)過程,柱塞前后運動,同時打開和關(guān)閉輸入輸出口。由于是外力控制輸入輸出口,輕微結(jié)晶不影響其密封性能,因此能保持較好的注液穩(wěn)定性。
這種泵結(jié)構(gòu)簡單,關(guān)鍵是陶瓷柱塞和襯套之間的精度。因為沒有采用動態(tài),即使是精度很好的陶瓷柱塞,密封性能還是有限度。另外,采用了陶瓷柱塞和襯套的硬性密封,會帶來一個問題,就是柱塞容易被卡死。
視乎電解液的揮發(fā)結(jié)晶情況、廠家使用維護的情況。這種旋轉(zhuǎn)柱塞式泵通常會在停機一段時間后,柱塞會被卡死不能運行。一旦被卡死,就必須將泵頭卸下來,將柱塞頂出來修復。對于這種情況,實際上不能說是全免維護應用的注液泵。
3、UBA 電動頂置旋轉(zhuǎn)閥柱塞注液泵 --- E-R-T 系列
UBA電動頂置旋轉(zhuǎn)閥柱塞注液泵是專門針對上述鋰離子電解液的特性所專門開發(fā)的泵型,總體而言,在鋰離子電池注液方面,功能和性能超越了上述的二種常用的泵型。
雙驅(qū)動系統(tǒng):伺服或步進馬達通過精密滾珠絲桿驅(qū)動液體活塞前后運動,控制液體的注液量;氣動驅(qū)動系統(tǒng)帶動安裝在泵頭上端的精密三通陶瓷旋轉(zhuǎn)閥進行90°來回旋轉(zhuǎn)運動,控制泵膛內(nèi)液體的輸入輸出口開啟和關(guān)閉。
由于液體活塞的運動與輸入輸出旋轉(zhuǎn)閥的運動是獨立而且是動作關(guān)聯(lián)的,注液量精度和穩(wěn)定性非常高。精密的陶瓷旋轉(zhuǎn)閥控制液體的輸入和輸出通道,不受電解液的結(jié)晶析出特性的影響,穩(wěn)定性非常高。液體活塞前后運動由伺服和步進馬達驅(qū)動進行線性運動,通過彩色觸摸屏的數(shù)字設(shè)置所有注液參數(shù):注液量、前后運動速度、加速度、動作配合時間等,注液量設(shè)置精準,調(diào)整非常方便。吐出量平穩(wěn)沒有脈動,有效減少氣泡析出,能一個行程達到所需的注液量。
耐用性方面,陶瓷轉(zhuǎn)閥采用耐磨性最高、耐腐蝕性最好的陶瓷材料,永久不磨損。液體活塞采用單個或二個彈性密封圈,配和精密陶瓷液體活塞套,耐用性更高。實際鋰離子電解液注液應用的數(shù)據(jù),廠家連續(xù)使用超過6個月不需更換密封圈,能保持精準和穩(wěn)定。維護工作量和成本非常低。其實是更接近免維護使用。
總之,這款泵是充分集合了上述二種注液泵的優(yōu)點,而同時完全避免了其不足之處,是目前最理想的鋰離子注液泵。
4、 UBA 氣動單向閥泵
這是在傳統(tǒng)單向閥類型泵的基礎(chǔ)上改進的泵型。采用了全316不銹鋼和各種耐腐蝕材料作為泵體零件,包括氣動元件和速度控制元件,無需擔心電解液腐蝕泵零件引起的問題。泵的全部零件都能耐鋰離子電解液腐蝕。
泵的柱塞和柱塞密封圈采用了耐磨性更好的材料,實際應用的耐用性超越了進口泵型。
只有能維護好單向閥座的清潔程度,UBA 氣動單向閥泵也是一種很好的鋰離子電池注液泵。
5、 UBA電動單向閥泵
UBA電動單向閥泵是在氣動單向閥泵的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的泵型?;诙嗄瓴竭M和伺服直線驅(qū)動系統(tǒng)配合柱塞泵的應用經(jīng)驗,UBA電動單向閥泵的功能和性能在鋰離子電解液注液應用情況比較理想。
同樣地,液體柱塞前后運動由伺服和步進馬達驅(qū)動進行線性運動,通過彩色觸摸屏的數(shù)字設(shè)置所有注液參數(shù):注液量、前后運動速度、加速度、動作配合時間等,注液量設(shè)置精準,調(diào)整非常方便。吐出量平穩(wěn)沒有脈動,有效減少氣泡析出,能一個行程達到所需的注液量。需要注意的是要維護好單向閥座的清潔程度。
6、 UBA 優(yōu)霸 RL 系列線性回旋柱塞泵
這是一款類似旋轉(zhuǎn)式陶瓷柱塞泵,采用同樣結(jié)構(gòu)的陶瓷柱塞和柱塞襯套。所不同的是,該泵是雙驅(qū)動系統(tǒng)。伺服或步進馬達通過精密滾珠絲桿驅(qū)動陶瓷柱塞前后運動,控制液體的注液量;氣動驅(qū)動系統(tǒng)帶動柱塞進行90°來回旋轉(zhuǎn)運動,控制泵膛內(nèi)液體的輸入輸出口開啟和關(guān)閉。
注液量精度和穩(wěn)定性非常高。精密的陶瓷旋轉(zhuǎn)閥控制液體的輸入和輸出通道,不受電解液的結(jié)晶析出特性的影響,穩(wěn)定性非常高。液體活塞前后運動由伺服和步進馬達驅(qū)動進行線性運動,通過彩色觸摸屏的數(shù)字設(shè)置所有注液參數(shù):注液量、前后運動速度、加速度、動作配合時間等,注液量設(shè)置精準,調(diào)整非常方便。吐出量平穩(wěn)沒有脈動,有效減少氣泡析出,能一個行程達到所需的注液量。
視乎電解液的揮發(fā)結(jié)晶情況、廠家使用維護的情況。這種泵通常會在停機一段時間后,柱塞會被卡死不能運行。我們提供一種防止柱塞卡死的方法, 也有應對柱塞卡著后快速修復的方式,可以不卸下整個泵頭。
這種泵是一種比較高端的注液泵,適合在自動注液機上應用??商岣?-4 頭注液泵。
我們還可以提供更多注液的泵型和方案,包括
真空注液的模式??芍苯勇?lián)絡(luò)我們進行進一步的技術(shù)應用交流。
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