锂电池具有能量密度高、循环次数多、寿命长、负载能力强、污染小、自放电率低、可实现快速充电等特点,作为电动自行车、电动工具、大功率仪器仪表、电动汽车、混合电动车的理想电源,具有广泛的市场前景,目前在国家的大力推行下,已成为火爆的新产业。
锂离子电池的生产过程包括多个工序,其中注液工序是用来让导通正负离子的电解液充分而均匀地浸润到锂电池内,对锂电池的综合性能影响极大,同时对设备的依赖性也很高。也因此,对注液设备的优化提升成为行业普遍关注的问题,而影响注液机注液精度、注液效率等性能的关键配件,就是使用陶瓷材料制成的陶瓷柱塞泵。
电解液是锂离子电池的“血液”
重庆多鎏实业有限公司是一家专业生产新能源锂电池行业专用的精密陶瓷柱塞泵的企业,成立于2018年,公司以5G智能产业升级发展、新能源产业升级发展等为契机,着力新材料在相关产业的应用,涵盖但不限于相关产业的新材料结构件、新材料功能器件的开发应用。目前的主要产品为以氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)为主的锂电池用陶瓷柱塞泵,定制化陶瓷胚体及结构件等,客户长期合作性强,在锂电池陶瓷应用领域积累了良好的口碑。
小小的陶瓷泵是怎么在注液工序发挥关键作用的呢?跟着小编的采访脚步来了解一下吧。
重庆多鎏实业项目总监董智鹏(左)、粉体圈总经理孙柯(右)
在商业电池组装的过程中,电解液通过定量泵注入密封腔室内,在真空环境内将注液嘴插入电池注液口,经加压注液后,保压再泄压,最后长时间静置,从而让电解液与电池正负材料和隔膜充分浸润。
真空-加压注液示意图
这种注液过程有两个要点:
一是注液泵需承载电解液的储存和输送。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料在一定条件下、按一定比例配制而成,容易结晶、腐蚀性强,这要求注液泵具备一定的化学稳定性、耐腐蚀性,同时电解液对洁净要求极高,要求注液泵易拆卸、易清洗;
二是电池注液过程中,需要使用高精度、高压力的柱塞泵定量将电解液注入至电池中,柱塞杆旋转控制电解液的吸入排出。柱塞泵的注液精度会严重影响电池的一致性,从而影响电池的质量。这就要求柱塞泵在高速旋转下,保持表面的润滑、高加工精度及良好的稳定性。
陶瓷泵具有耐腐蚀性好、结构紧凑、柱塞与柱套严密、不污染介质、安装维护方便、操作简单性能稳定可靠、使用寿命长等优点,适用于输送不含硬质固体颗粒、不会快速凝固的各种腐蚀性液体介质,如今在锂电池行业注液设备上的应用已成为主流。
陶瓷柱塞泵工作原理
注液机上采用陶瓷柱塞泵,一般为氧化铝或氧化锆陶瓷,可满足高压环境下的电解液的储存输送,且作为一种需精准计量的配件,对于陶瓷泵的精细加工要求高,陶瓷毛坯成型后,需要精密机械加工,满足柱塞与套筒的精密级公差配合,在高速旋转下保持良好的稳定性。
柱塞泵陶瓷泵芯
重庆多鎏专注于锂电池专用陶瓷配件的加工生产,与注液设备厂家通过合作开发的方式从应用需求上不断优化,提升产品品质。从粉料的选材开始,严格把控制粉、成型烧结、粗加工和精加工等一系列生产过程,可依据客户要求定制多种尺寸与结构,加工精度高,售后服务完善。目前设有配备先进烧结设备的2条产线,具有批次产量大、一致性高、生产周期短等优势。
重庆多鎏陶瓷柱塞泵及其他结构件产品
其陶瓷柱塞泵产品利用陶瓷金属化粘接、焊接、镶嵌及套接技术组装成型,是同类金属泵理想的替代产品,不仅可用在锂电领域,也可广泛应用于医药器械、环境工程、石油、化工等行业。产品具备以下优点:
(1)采用高性能技术陶瓷材料,经过高温1600℃烧结等静压工艺成型以及独特的设计方式,产品具有耐腐蚀耐高温,使用过程中不软化不开裂不剥落等特性,使用寿命长,氧化铝长期使用温度1600度以内,全稳定氧化锆使用温度2200度以内,氮化硼为2400度以内,保证材质性能可靠;
(2)陶瓷柱塞工作面采用独特的加工手段而获得的微孔组织具有自润滑作用,改变了传统柱塞泵滑动摩擦与润滑的机理;
(3)内腔表面采用流体结构,无死角、沟槽。内腔表面与柱塞表面配合采用先进的高精度内外圆磨床加工至镜面,外表面振动抛光,方便清洗、消毒;
(4)泵体结构与产品结构精细密封,方便拆卸;
(5)该类产品已经过耐腐蚀、耐酸碱度安全性能检测,其各项指标均已达到国外同类产品水平。
陶瓷材料的多种优越性能正使其在各领域渐渐替代传统材料,使我国工业制造水平迈向新的台阶,而新能源锂电池行业如今正在爆发式增长,不仅仅在注液设备配件,在其他的设备配件的替代升级上也越来越受到重视。
重庆多鎏实业及时看到了该领域的巨大潜力,发挥先进陶瓷优势,专精专研,结合锂电行业需求打磨产品品质,在关键配件上实现国产替代,为陶瓷材料在锂电行业的应用拓展打下了坚实的基础。相信在不久的将来,会有越来越多的陶瓷材料在新能源行业发光发热,这个领域大有可为!
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