如何用TRIZ提高18650鋰電池注液效率 你知道嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-06 12:23
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隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以鋰電池為電源的便攜式設(shè)備已逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?，大到電?dòng)汽車，小到智能手機(jī)都離不開鋰電池的參與。鋰電池因其具有工作電壓高、能量密度大、重量相比其他電池質(zhì)量輕、壽命相對(duì)長(zhǎng)、充電速度快、無記憶效應(yīng)、高低溫適應(yīng)性強(qiáng)、綠色環(huán)保等眾多優(yōu)點(diǎn)，成為最新一代的綠色高能充電電池，在便捷式電子產(chǎn)品、電動(dòng)玩具、電動(dòng)交通工具、大型動(dòng)力電源及儲(chǔ)能等領(lǐng)域得到快速發(fā)展。
當(dāng)前市場(chǎng)上的鋰離子電池主要分為方形、板型、圓柱形等，和板型、方型電池比，
18650圓柱鋰離子電池具有以下優(yōu)點(diǎn)：
① 能量密度更高，能量密度大約高３０％；
② 單元的排列方式對(duì)于安全性影響也頗大，一旦電池單元出現(xiàn)熱失控，因?yàn)槿萘啃。蝗菀子绊懙街車碾姵貑卧?/div>
③ 成本低。因此18650圓柱鋰離子電池是新能源汽車使用的標(biāo)準(zhǔn)電池。
為了提高續(xù)航能力，電池的容量要盡可能的大，但由于18650電池空間局限（具體結(jié)構(gòu)參照?qǐng)D2）。
隨著越來越多的正負(fù)極材料裝入電池內(nèi)，電解液量也隨之加大，但目前出現(xiàn)的問題是注液時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。
電解液注液過程參照?qǐng)D2，如圖所示，一定量的電解液通過定量泵注入密封夾具內(nèi)，將帶密封圈的密封夾具與電池緊密聯(lián)在一起，然后空壓機(jī)對(duì)電池進(jìn)行抽真空，其次用氮?dú)饧訅褐?.2-1.0Mpa，保壓10-60分鐘后再放氣到常壓，最后是長(zhǎng)時(shí)間靜置（24-36h），使電解液與電池正負(fù)極材料和隔膜充分浸潤(rùn)。
電解液滲入電池內(nèi)部孔隙原理參照?qǐng)D3。
針對(duì)上述問題，在這里我們可以嘗試用TRIZ創(chuàng)新方法中技術(shù)矛盾和物場(chǎng)分析工具來解決。
一、技術(shù)矛盾分析：
1：?jiǎn)栴}是什么，找到問題入手
-- 電解液注液時(shí)間長(zhǎng)
2： 現(xiàn)在有什么解決辦法，改進(jìn)了什么參數(shù)
--提高氮?dú)鈮毫?，可提高注液效?/div>
3：上述的方法有什么缺點(diǎn)，導(dǎo)致什么參數(shù)惡化
--電池殼易開膠破損，溢出的電解液會(huì)腐蝕生產(chǎn)設(shè)備
4. 將改善和惡化的參數(shù)一般化為39個(gè)通用工程參數(shù)；
改善的參數(shù)： 時(shí)間損失
惡化的參數(shù)：作用于物體的有害因素
5. 在矛盾矩陣中定位改善和惡化通用技術(shù)參數(shù)交叉的單元，確定創(chuàng)新原理。
6. 應(yīng)用創(chuàng)新原理的提示確定最適合解決技術(shù)矛盾的具體解決方案。
通過原理35和18提示，構(gòu)思方案如下：
方案1：在不提高氮?dú)庾畲髩毫Φ那疤嵯?，將恒定的壓力變?yōu)槊}沖壓力，可提高電解液的流動(dòng)速率。
方案2：引入超聲波振動(dòng)，在不增加壓力的前提下，提高電解液的流動(dòng)性。
二、物場(chǎng)分析：
針對(duì)電池殼破損漏液?jiǎn)栴}，建立問題的物場(chǎng)模型，基于標(biāo)準(zhǔn)解1.2.4 引入場(chǎng)來抵消有害作用，構(gòu)建方案的物場(chǎng)模型。
其中S2為電解液，S1為電池殼，F(xiàn)為內(nèi)壓力場(chǎng)，F(xiàn)add為外壓力場(chǎng)。
方案3：電池殼內(nèi)部加壓時(shí)，通過外置容器，在電池殼外表面施加同樣大小的壓力，可在提供注液壓力的前提下，而不破損電池殼。
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