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鋰離子電池注液泵應用分析

HI-TECH Technology 2015-05-04

 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,鋰離子電池行業發展相當快速。已經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。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。
 
因此,一般鋰離子電解液特點是含有氣體、易于結晶、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驗,現介紹目前可用于鋰離子電池的注液泵類型及其優缺點如下,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展事業作出巨大的貢獻。我們有幸曾經作為該產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和其它各行各業進行推廣,使之成為國內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的效果。一般問題是,耐腐蝕性不足、注液精度穩定性不高。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,容易結晶。對泵的一些零件有腐蝕性,結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,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,請聯絡我們。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,更精準穩定。
 
2、 旋轉式陶瓷柱塞泵(進口和國產)
 
      由于部分客戶使用單向閥泵有不穩定現象,需要較頻繁的維護保養,就開始采用一種進口的旋轉陶瓷柱塞泵。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定性。這種旋轉式的柱塞泵,在柱塞旋轉過程,柱塞前后運動,同時打開和關閉輸入輸出口。由于是外力控制輸入輸出口,輕微結晶不影響其密封性能,因此能保持較好的注液穩定性。 
 
      這種泵結構簡單,關鍵是陶瓷柱塞和襯套之間的精度。因為沒有采用動態,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。
      視乎電解液的揮發結晶情況、廠家使用維護的情況。這種旋轉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 電動頂置旋轉閥柱塞注液泵 --- E-R-T 系列
   
   UBA電動頂置旋轉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。
 
  雙驅動系統:伺服或步進馬達通過精密滾珠絲桿驅動液體活塞前后運動,控制液體的注液量;氣動驅動系統帶動安裝在泵頭上端的精密三通陶瓷旋轉閥進行90°來回旋轉運動,控制泵膛內液體的輸入輸出口開啟和關閉。
  
    由于液體活塞的運動與輸入輸出旋轉閥的運動是獨立而且是動作關聯的,注液量精度和穩定性非常高。精密的陶瓷旋轉閥控制液體的輸入和輸出通道,不受電解液的結晶析出特性的影響,穩定性非常高。液體活塞前后運動由伺服和步進馬達驅動進行線性運動,通過彩色觸摸屏的數字設置所有注液參數:注液量、前后運動速度、加速度、動作配合時間等,注液量設置精準,調整非常方便。吐出量平穩沒有脈動,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據,廠家連續使用超過6個月不需更換密封圈,能保持精準和穩定。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
    
這是在傳統單向閥類型泵的基礎上改進的泵型。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上發展起來的泵型。基于多年步進和伺服直線驅動系統配合柱塞泵的應用經驗,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動進行線性運動,通過彩色觸摸屏的數字設置所有注液參數:注液量、前后運動速度、加速度、動作配合時間等,注液量設置精準,調整非常方便。吐出量平穩沒有脈動,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 優霸 RL 系列線性回旋柱塞泵
 
這是一款類似旋轉式陶瓷柱塞泵,采用同樣結構的陶瓷柱塞和柱塞襯套。所不同的是,該泵是雙驅動系統。伺服或步進馬達通過精密滾珠絲桿驅動陶瓷柱塞前后運動,控制液體的注液量;氣動驅動系統帶動柱塞進行90°來回旋轉運動,控制泵膛內液體的輸入輸出口開啟和關閉。
 
注液量精度和穩定性非常高。精密的陶瓷旋轉閥控制液體的輸入和輸出通道,不受電解液的結晶析出特性的影響,穩定性非常高。液體活塞前后運動由伺服和步進馬達驅動進行線性運動,通過彩色觸摸屏的數字設置所有注液參數:注液量、前后運動速度、加速度、動作配合時間等,注液量設置精準,調整非常方便。吐出量平穩沒有脈動,有效減少氣泡析出,能一個行程達到所需的注液量。
 
視乎電解液的揮發結晶情況、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。可提高1-4 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。可直接聯絡我們進行進一步的技術應用交流。
 

 

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