中古電解液注入装置の在庫・価格

電解液注入装置は、リチウムイオン電池や電気二重層キャパシタなどの蓄電デバイスの組立工程で、電極体を収めた外装(円筒缶・角型缶・ラミネートパウチ)に所定量の電解液を注入する装置である。工作機械・加工機に分類されることが多いが、切削や成形を行う機械ではなく、真空技術と精密な定量送液を組み合わせた組立設備で、注液装置や真空注液機とも呼ばれる。
電極やセパレータは微細な多孔質体のため、大気圧下で液を滴下するだけでは細孔内の空気が抜けにくく、含浸に長い時間がかかる。気泡が残ると電極と電解液の接触面積が減り、容量低下や内部抵抗の増加、セル間のばらつきの原因になる。そこで多くの装置は、セル内部を減圧してから電解液を注入する真空注液方式をとる。基本動作は、セルをホルダーやチャンバーにセットして排気し、所定の真空度で保持して内部の気体を抜いたのち、計量ポンプで定量した電解液をノズルから注入し、その後の大気開放や不活性ガスによる微加圧で液を細孔の奥まで押し込むという流れである。減圧と開放・加圧を複数回繰り返して含浸を促す条件設定も一般的である。
主な構成要素は、真空チャンバーまたはセル開口部に密着する注液ヘッド、真空ポンプと真空計、プランジャー式やモータ駆動式の計量ポンプ、電解液のストックタンク、加圧用のアルゴンや窒素の配管、そして減圧・保持・注入・加圧の各工程を時間や圧力で管理するシーケンス制御部である。研究開発向けの小型機では、到達真空度がゲージ圧で-97kPa程度、1回の注入量が0.5〜7mL程度、注入速度は1mLあたり数秒以上、加圧は0.2MPa前後までといった仕様が典型例として見られる。注入速度を上げすぎると液が開口部からあふれたり飛散したりするため、流量調整で速度を抑えるのが普通である。
セル形状による違いも大きい。円筒型や角型の缶では小容積のチャンバーやヘッドで缶内部を局所的に減圧でき、微加圧もかけやすい。ラミネートセルはパウチごとチャンバーに入れて注液し、そのまま真空中で封止する構成がとられることがあり、注液時間は缶型より短く済む傾向がある。試作用で扱えるセル寸法は150mm角から400mm角程度まで幅があり、冶具の交換で複数の形状に対応する機種もある。
実務上の要点としては、まず水分管理が挙げられる。リチウムイオン電池用の電解液は水分と反応して劣化し、フッ化水素を生じうるため、装置はドライルームやグローブボックス内に設置され、制御器を室外から操作できる構成も多い。接液部には電解液に侵されない材料を選び、真空ポンプへの溶媒蒸気の吸い込み対策も必要である。また注液量のばらつきは電池性能のばらつきに直結するため、計量精度の定期確認、ノズル先端の液だれ防止、チャンバー内の残液管理が品質を左右する。量産ラインでは複数セルの同時注液や真空到達時間の監視による異常検知が組み込まれ、研究開発用途では電池や電解液に応じた条件を記録・再現できることが重視される。
用途は、リチウムイオン二次電池のほか、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ、電解コンデンサ、次世代電池の試作評価など幅広く、大学や企業の研究室での少量試作から量産ラインの工程設備まで、規模に応じた装置がある。