如何保證電解液在鋰離子電池電芯內(nèi)充分、均勻浸潤是一個困擾鋰電生產(chǎn)多年的難題，無數(shù)的鋰電工程師為之付出了大量的心血，德國博世公司的工程師W.J. Weydanz等人【1】利用中子衍射技術成功的觀測到了電解液在軟包鋰離子電池內(nèi)部的浸潤過程（如下圖所示，a，b，c真空注液，d、e、f常壓注液），可以看到注液2min后大部分電解液還停留在電芯的外部，在47min后真空注液的電池基本上完成了浸潤，但是常壓注液的鋰離子電池仍然有相當部分的中間位置電芯沒有浸潤，電芯外部殘留了大量的電解液。W.J. Weydanz的研究表明真空注液能夠?qū)囯x子電池的注液時間縮短50%，并提高10%的注液量，這對于提高注液質(zhì)量和效率具有重要的意義。

 

 

 

 

一般我們認為重力對于鋰離子電池的浸潤性會有一定的影響，因此為了保證浸潤效果，需要定時為注液后的鋰離子電池進行“翻身”，但是W.J. Weydanz通過分析上、下兩個方向上的浸潤速度，發(fā)現(xiàn)重力對于電解液的浸潤過程影響微乎其微，基本上可以忽略重力對于鋰離子電池浸潤的影響。

 

 

真空注液能夠改善鋰離子電池的浸潤性和提高注液量，目前已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)的共識，但是什么樣的真空注液制度才能將真空注液的效果發(fā)揮到最大呢？為此，慕尼黑工業(yè)大學的Thomas Knoche等人【2】對真空制度對注液效果的影響進行了分析，下面的兩種真空工藝的主要區(qū)別在于注液時的真空度和封口的時機不同。

 

 

 

Thomas Knoche通過分析浸潤面積占據(jù)的比例得到了浸潤率數(shù)據(jù)，下圖a為兩種真空制度下電池注液后浸潤情況與時間的關系曲線，從圖a中能夠看到注液后抽真空次數(shù)多的B制度，在850s時的平均浸潤率為78.73%，而注液后抽真空次數(shù)較少的A制度850s的平均浸潤率為73.18%，這表明注液后多抽幾次真空有利于提升電解液的浸潤效果。

 

下圖b為不同真空度下注液后電芯浸潤率與時間的關系，電芯分別在50mbar、400mbar和900mbar注液后的最終浸潤率分別為82.3%、77.9%和70.1%，這表明注液真空度對于浸潤效果有著顯著的影響，注液時真空度越高則最終電解液對電芯的浸潤效果越好。