电池注液浸润过程可视化解读

电池注液、浸润过程“可视化”解读　　电解液是锂离子电池的重要组成部分，在锂离子电池内部的主要作用是在正负极之间导通离子，随着锂离子电池容量不断提高，电池的尺寸也持续的增加，如何保证电解液在锂离子电池内

电池注液、浸润过程可视化解读 “” 电解液是锂离子电池的重要组成部分，在锂离子电池内部的主要作用是在正负极之间 导通离子，随着锂离子电池容量不断提高，电池的尺寸也持续的增加，如何保证电解液在 锂离子电池内部充分而均匀的浸润就显得尤为重要。由于锂离子电池的封闭式结构让我们 无法直接观察到电解液在锂离子电池内部的浸润情况，只能通过事后的解剖来确定电解液 是否在电芯内部是否浸润充分，近日德国博世公司的工程师等通过中子衍 W.J.Weydanz 射成像技术对电解液在电芯内部浸润的过程进行了充分的研究，发现真空能够将电解液的 浸润时间减少，并提高的注液量。 50%10% 一般来说，注液过程可以分为两步：）注液，这一步通常只需要几秒钟时间将电解 1 液注入到电池内部；）浸润，这一步是将注入的电解液吸收到电芯之中，这通常是一个 2 非常耗费时间的过程，通常需要消耗数小时的时间。为了达到良好的浸润效果，注液和浸 润往往需要反复进行数次，而这一工序都需要在干燥间环境中进行，极大的拉升了锂离子 电池的生产成本。 传统检测方法无法实时监控电解液在锂离子电池内部的浸润情况，利 W.J.Weydanz 用对于中子具有强烈的吸收作用这一特性，采用中子衍射技术对注液过程中电解液在 Li 锂离子电池那的浸润过程进行了详细的研究。 实验中采用了上使用的壳方形电池，电池的尺寸为 W.J.WeydanzHEVAl ，电池采用了片石墨负极（涂布量，孔隙率 120mm*91.5mm*12.5mm78mg/cm2 ），片材料正极（涂布量，孔隙率）和片聚合物 35%6NCM11115.8mg/cm235%12 隔膜（厚度，孔隙率）。 20um48% 在电池注液后，每隔利用种子衍射手段拍一张照片，后每 W.J.Weydanz15s10min 隔拍一张照片，后每隔拍一张照片。下图为注液后拍摄的中子 60s30min120s20min 衍射照片，图片中两侧黑色的部位是电池空隙处的电解液，电极中颜色稍微深一点的是电 解液已经浸润的位置，颜色较浅的位置是尚未被电解液浸润的区域。