可以用TRIZ提高18650锂电池注液效率吗？
来源：宝鄂实业
2019-04-22 10:39
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① 能量密度更高，能量密度大约高３０％；
② 单元的排列方式对于安全性影响也颇大，一旦电池单元出现热失控，因为容量小，不容易影响到周围的电池单元；
③ 成本低。因此18650圆柱锂离子电池是新能源汽车使用的标准电池。
为了提高续航能力，电池的容量要尽可能的大，但由于18650电池空间局限。
随着越来越多的正负极材料装入电池内，电解液量也随之加大，但目前出现的问题是注液时间过长，导致生产效率降低。
电解液注液过程参照一定量的电解液通过定量泵注入密封夹具内，将带密封圈的密封夹具与电池紧密联在一起，然后空压机对电池进行抽真空，其次用氮气加压至0.2-1.0Mpa，保压10-60分钟后再放气到常压，最后是长时间静置（24-36h），使电解液与电池正负极材料和隔膜充分浸润。
针对上述问题，在这里我们可以尝试用TRIZ创新方法中技术矛盾和物场分析工具来解决。
一、技术矛盾分析：
1：问题是什么，找到问题入手
-- 电解液注液时间长
2： 现在有什么解决办法，改进了什么参数
--提高氮气压力，可提高注液效率
3：上述的方法有什么缺点，导致什么参数恶化
--电池壳易开胶破损，溢出的电解液会腐蚀生产设备
4. 将改善和恶化的参数一般化为39个通用工程参数；
改善的参数： 时间损失
恶化的参数：作用于物体的有害因素
5. 在矛盾矩阵中定位改善和恶化通用技术参数交叉的单元，确定创新原理。
6. 应用创新原理的提示确定最适合解决技术矛盾的具体解决方案。
通过原理35和18提示，构思方案如下：
方案1：在不提高氮气最大压力的前提下，将恒定的压力变为脉冲压力，可提高电解液的流动速率。
方案2：引入超声波振动，在不增加压力的前提下，提高电解液的流动性。
二、物场分析：
针对电池壳破损漏液问题，建立问题的物场模型，基于标准解1.2.4 引入场来抵消有害作用，构建方案的物场模型。
其中S2为电解液，S1为电池壳，F为内压力场，Fadd为外压力场。
方案3：电池壳内部加压时，通过外置容器，在电池壳外表面施加同样大小的压力，可在提供注液压力的前提下，而不破损电池壳。 但是锂离子电池有一个对电量计量很有用的特性，就是在放电的时候，电池电压随电量的流逝会逐渐降低，并且有相当大的斜率。这就提供给我们另外一种近似 的电量计量途径。取电池电压的方法。就好像测量水箱里面的水面高度可以大概估计剩余的水量这个道理一样。但是实际上电池的电压比水箱里面的平静的水面高度 测量要复杂的多。
用电压来估计电池的剩余容量有以下几个不稳定性：
1.同一个电池，在同等剩余容量的情况下，电压值因放电电流的大小而变化。
放电电流越大，电压越低。在没有电流的情况下，电压最高。
2.环境温度对电池电压的影响， 温度越低，同等容量电池电压越低。
3.循环对电池放电平台的影响，
随着循环的进行，锂离子电池的放电平台趋于恶化。放电平台降低。所以相同电压所代表的容量也相应变化了。
