CN102034956A - 灌注电解液的真空加压装置和灌注电解液的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置及使用该装置灌注电解液的方法。真空加压装置包括：真空加压室，装载了多个二次电池和载物架，分别连接到二次电池的多个缓冲器料斗设置在载物架中，载物架设置在二次电池上方；真空泵，连接到真空加压室，真空泵在真空气氛下对真空加压室的内部抽真空；压力泵，连接到真空加压室，压力泵压缩真空加压室的内部。真空加压室包括：上腔室，包括圆柱形主体部分、从主体部分向上延伸的半球部分、向下延伸的密封部分；下腔室，为与上腔室对应的圆板形。密封部分包括与下腔室接触的第一密封表面，气封O形圈设置在第一密封表面上。在真空加压室中在压力和真空气氛下将电解液注入到二次电池中。

Description

灌注电解液的真空加压装置和灌注电解液的方法

技术领域

本发明的实施例涉及一种用于将电解液灌入二次电池的真空加压装置以及使用该装置灌注电解液的方法。

背景技术

二次电池包括电极组件和裸电池(bare cell)。电极组件包括正极、负极及设置在正极和负极之间的分隔件。裸电池包含注入在电极组件中的电解液。

通常，为了制造二次电池，电极组件被插入罐体中，并进行灌注电解液的电解液灌注工艺。然后，封闭罐体以进行完成二次电池组装的工艺。

这里，为了提高二次电池的容量，应该增加插入到相同容积内的电极的密度值。然而，随着电极的密度值的增加，会损害电解液灌质量。

为了提高电解液灌注质量，正在应用各种电解液灌注方法。然而，由于电解液灌注速度(即，每单位时间灌注的二次电池的数量)的限制，阻碍了二次电池的产量的提高。

在已有的电解液灌注方法中，正在应用将电解液单独注入到每个二次电池中的方法或者同时将电解液注入到几个二次电池中的方法。此外，还正在使用增加电解液灌注设备的数量以提高二次电池的产量的方法。

然而，随着电解液灌注设备的数量的增加，投资成本和安装空间也增加。此外，还难以管理电解液灌注质量以及电解液灌注设备的保养和维修。

发明内容

因此，本发明的实施例在于提供了一种用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置，以及使用该装置灌注电解液的方法，其中，电解液可被同时灌注到大量二次电池中。

因此，实施例的特点在于提供一种用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置，以及使用该装置灌注电解液的方法，其中，当将电解液灌注到大量的二次电池中时可获得最佳注入特性。

因此，实施例的另一特点提供了一种用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置，以及使用该装置灌注电解液的方法，其中，由于将要灌注电解液的二次电池可在真空加压室中同时处于压力和真空状态，因此可减少电解液的注入时间，并提高电解液注入质量。

上述和其它特点和优点中的至少一个可通过提供一种用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置来实现，所述真空加压装置包括：真空加压室，其中装载了多个二次电池和载物架，分别连接到所述多个二次电池的多个缓冲器料斗设置在所述载物架中，所述载物架设置在所述多个二次电池上方；真空泵，连接到所述真空加压室，所述真空泵将真空加压室的内部抽真空到真空气氛；压力泵，连接到所述真空加压室，所述压力泵压缩所述真空加压室的内部。其中，所述真空加压室可包括：上腔室，包括圆柱形主体部分、从所述主体部分向上延伸的半球形的半球部分、从主体部分向下延伸的密封部分；下腔室，为圆板形并与所述上腔室对应，其中，密封部分可包括与下腔室的表面接触的第一密封表面，气封O形圈设置在所述第一密封表面上，其中，在真空加压室中在压力和真空气氛下将电解液注入到二次电池中。

气封O形圈可设置在O形圈凹槽中，所述气封O形圈的竖直截面为方形，并在侧部具有凹槽部分，所述O形圈凹槽沿着所述第一密封表面设置。

由于气封O形圈的凹槽部分面对O形圈凹槽的顶表面，所以上腔室可以具有作为气封O形圈和O形圈凹槽的顶表面之间的空间的气体空间，用于将空气供应到气体空间内的气体供给路径可设置在上腔室中，其中，空气可被提供到所述气体空间内以挤压所述气封O形圈并密封所述上腔室和下腔室，从而使得所述真空加压室的内部密封。

所述真空加压室可包括用于升起或降低上腔室的升/降构件，上腔室可升起以将载物架装载到所述真空加压室中，上腔室下降以密封所述真空加压室。

所述真空加压室可包括用于约束上腔室和下腔室的夹具。

所述上腔室可包括第二密封表面和以特定距离沿着所述第二密封表面设置的多个第一凸起，所述第二密封表面与密封部分中的所述第一密封表面竖直，下腔室可包括沿着其侧表面凸起的第二凸起，其中，同时容纳第一凸起和第二凸起的容纳沟槽可沿着夹具的内表面设置，可设置与第一凸起对应的多个插入凹槽，以在上腔室向着下腔室下降时将第一凸起插入到所述容纳凹槽中。

真空加压室可包括旋转夹具以固定上腔室和下腔室的夹具旋转构件。

通过多个初级料斗可将电解液灌注到设置在载物架中的二次电池中，每个初级料斗可包括：电解液存储部分，包括结合到二次电池的电解液灌注孔的初级料斗灌注孔，二次电池的下端设置在载物架中；引导针，设置在电解液存储部分内部，所述引导针打开和关闭所述初级料斗灌注孔。

初级料斗可被设置在真空加压室内部，真空加压室可包括：顶盖，所述初级料斗穿过所述顶盖；侧壁，从顶盖的特定位置延伸；底部基座，载物架安置在底部基座上，所述底部基座与从顶盖延伸的侧壁接触，以使得真空加压室的内部密封。

各个引导针可包括电解液灌注路径，通过所述电解液灌注路径将电解液从外部引入到其内部。

设置在各个初级料斗中的各个引导针可结合到初级料斗杆，初级料斗杆可向上或向下移动引导针，以打开或关闭所述电解液存储部分。

载物架可包括下载物架和上载物架，二次电池设置在下载物架中，分别与二次电池对应并将电解液灌注到各个二次电池中的缓冲器料斗设置在上载物架中。

通过将设置在下载物架上并且在端部具有钩状部分的结合构件结合到设置在上载物架上的钩状爪可将载物架的上载物架和下载物架相互结合。

可通过插入到上载物架中限定的对准孔中的前端和包括支撑所述前端的弹性构件的对准构件将载物架的上载物架和下载物架彼此对准。

下载物架可包括二次电池设置在其中的二次电池安装槽，当二次电池结合到缓冲器料斗中时以特定力向上推压二次电池的二次电池支撑构件设置在二次电池安装槽中。

二次电池包括方形二次电池或圆柱形二次电池，二次电池可包括电极组件，电极组件包括正极、负极和设置在正极和负极之间的分隔件。

上述其它特点和优点中的至少一个可通过提供一种使用用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置灌注电解液的方法来实现，所述方法包括：准备多个二次电池和至少一个载物架，载物架中设置有多个缓冲器料斗，所述缓冲器料斗设置在二次电池上方，并连接到各个二次电池，用于将电解液灌注到二次电池中；将载物架装载到真空加压室中；密封真空加压室；执行加压通风处理，在加压通风处理中，将真空加压室的内部压缩到压力气氛，然后，将压力气氛保持特定时间之后，在大气压下将真空加压室的内部通风几次；将真空加压室的内部抽真空到第三真空气氛，然后，在大气压下将真空加压室的内部通风。

准备多个二次电池和至少一个载物架的步骤可包括：准备至少一个载物架，载物架中设置有置于二次电池上方并分别将电解液灌注到二次电池中的多个缓冲器料斗；将载物架装载到真空灌注室中；将电解液灌注到缓冲器料斗中；将真空灌注室抽真空到第一真空气氛并将第一真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空灌注室通风；将真空灌注室抽真空到第二真空气氛并将第二真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空灌注室通风。

将真空灌注室抽真空到第一真空气氛并将第一真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空灌注室通风的步骤可包括：将从初级料斗灌注到缓冲器料斗的电解液灌注到二次电池中。

将真空灌注室抽真空到第二真空气氛并将第二真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空灌注室通风的步骤可包括：将剩余在初级料斗中的电解液灌注到二次电池中。

将设置有将要灌注电解液的二次电池的载物架装载到真空加压室中的步骤可包括：将载物架装载到腔室中，从而其中设置了将要灌注电解液的二次电池的载物架堆叠一次或至少两次。

密封真空加压室的步骤可包括：使真空加压室的上腔室下降，以允许上腔室的第一密封表面接触下腔室的表面；旋转真空加压室的夹具，以固定上腔室和下腔室；压缩设置在上腔室的第一密封表面上的气封O形圈，以密封上腔室和下腔室。

加压通风处理可包括：将缓冲器料斗中剩余的电解液注入到二次电池中的处理。

在加压通风处理中，将真空加压室的内部到压力气氛，然后将压力气氛保持特定时间之后，在大气压下使真空加压室的内部通风几次，执行加压通风处理的步骤可包括：执行第一加压处理，在第一加压处理中，将真空加压室的内部压缩到大于大气压的第一压力气氛，并在第一压力气氛下将真空加压室的内部保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风；执行第二加压处理，在第二加压处理中，将真空加压室的内部压缩到大于第一压力气氛的第二压力气氛，并在第二压力气氛下将真空加压室的内部保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风。

上述和其它特点和优点中的至少一个可通过提供一种使用用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置灌注电解液的方法来实现，所述方法可包括：准备多个二次电池和至少一个载物架，在所述载物架中设置了多个缓冲器料斗，所述多个缓冲器料斗设置在二次电池上方，连接到各个二次电池，并存储电解液；将载物架装载到真空加压室中；密封真空加压室；将真空加压室的内部抽真空到第一真空气氛，并将第一真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风；将真空加压室的内部抽真空到第二真空气氛，并将第二真空气氛保持特定时间，然后，在大气压下使真空加压室的内部通风；将真空加压室的内部压缩到压力气氛，并将该压力气氛保持特定时间，然后，在大气压下使真空加压室的内部通风；将真空加压室的内部抽真空到第三真空气氛，并在大气压下使真空加压室的内部通风。

准备多个二次电池和至少一个载物架的步骤可包括：准备至少一个载物架，在所述载物架中设置了置于二次电池上方并分别将电解液灌注到二次电池中的多个缓冲器料斗；使用初级料斗将电解液灌注到缓冲器料斗中，以将电解液存储到缓冲器料斗中。

将真空加压室抽真空到第一真空气氛，并将第一真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风的步骤可包括：将缓冲器料斗中存储的电解液灌注到二次电池中。

将真空加压室抽真空到第二真空气氛，并将第二真空气氛保持特定时间，然后，在大气压下使真空加压室通风的步骤可包括：将缓冲器料斗中剩余的电解液灌注到二次电池中。

将载物架装载到真空加压室中的步骤可包括：将载物架装载到所述真空加压室中，使得载物架堆叠一次或至少两次。

密封真空加压室的步骤可包括：使真空加压室的上腔室下降，以使得上腔室的第一密封表面与下腔室的表面接触；旋转真空加压室的夹具以固定上腔室和下腔室；挤压设置在上腔室的第一密封表面上的气封O形圈，以密封上腔室和下腔室。

在执行加压通风处理中，将真空加压室的内部压缩到压力气氛然后将所述压力气氛保持特定时间之后，在大气压下使真空加压室的内部通风几次，所述执行加压通风处理的步骤可包括：执行第一加压处理，在第一加压处理中，将真空加压室的内部压缩到大于大气压的第一压力气氛，并在第一压力气氛下将真空加压室的内部保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风；执行第二加压处理，在第二加压处理中，将真空加压室的内部压缩到大于第一压力气氛的第二压力气氛，并在第二压力气氛下将真空加压室的内部保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风。

附图说明

通过下面结合附图对示例性实施例的详细描述，对于本领域普通技术人员来说，上述和其它特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1A和图1B分别示出了根据实施例的在用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置中的被装载到用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置中的载物架(carrier)的透视图和截面图；

图2A和图2B示出了根据实施例的用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置中的真空灌注室的示图；

图3A至图3D示出了根据实施例的用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置中的真空加压室的示图；

图4示出了根据实施例的当使用用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置将电解液灌注到二次电池中时真空灌注室和真空加压室中的压力变化的曲线图；

图5A至图5E示出了根据实施例的使用用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置将电解液灌注到二次电池中的方法的示图；

图6A和图6B示出了根据另一实施例的使用用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置将电解液灌注到二次电池中的方法的示图；

图7示出了通过使用根据实施例的电解液灌注方法和使用已有技术中的电解液灌注方法将电解液灌注倒二次电池中的情况下未注入区域的曲线图。

具体实施方式

将参照附图更充分地描述示例性实施例。然而，这些示例性实施例也可以不同的形式实现，不应该理解为不限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使得本公开彻底和完整，并将本发明的范围全部传达给本领域的技术人员。

在整个说明书中，应该注意的是，当特定元件被“连接”到另一元件时，其表示它们相互“直接连接”或利用介于它们之间的另一器件相互“电连接”。还应该注意的是，在整个说明书中使用的术语“包括”或“包含”不应该被解释为限于后面列举的装置，并且不排除其它元件。

下面，将参照附图详细描述实施例。

图1A和图1B分别示出了根据实施例的在用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置中的被装载到用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置中的载物架的立体图和截面图。

参照图1A和图1B，根据实施例的载物架100包括上载物架110和下载物架120。

上载物架110包括从上载物架110穿过的缓冲器料斗(buffer hopper)130。

多个二次电池140设置在下载物架120中。

二次电池140被二维地设置在载物架100中。此外，缓冲器料斗130与二次电池140对应地被二维地设置。因此，可以在载物架100中设置几十至几百个二次电池140。尽管在图1A中，以12行×12列的二维矩阵形状设置二次电池以安置144个二次电池140，但是不限于此。即，还可增加二次电池的行数和列数来放置大量的二次电池。

每个缓冲器料斗130具有缓冲器132，作为用于存储电解液的空间。

缓冲器料斗130具有上灌注孔134a和下灌注孔134b，上灌注孔134a接触后面将要描述的初级料斗(primary hopper)260的灌注孔268，下灌注孔134b接触相应的二次电池140的电解液灌注孔。

上O形圈136a和下O形圈136b分别设置在缓冲器料斗130的上灌注孔134a和下灌注孔134b上。

这里，设置上O形圈136a用于密封初级料斗260的灌注孔268和上灌注孔134a。

此外，设置下O形圈136b用于密封二次电池140的电解液灌注孔和下灌注孔134b。

二次电池140包括容纳电极组件(未示出)的罐体，所述电极组件包括正极、负极及设置在正极和负极之间的分隔件。

尽管在本实施例中提供的是圆柱形二次电池140，但是不限于此。例如，可提供方形的二次电池。

在载物架100中，重要的是，精确地将上载物架110结合到下载物架120上。这样做是因为缓冲器料斗130的下灌注孔应该与二次电池140的电解液灌注孔精确对应，以将电解液灌注到二次电池中，而不泄漏电解液。

提供了设置在下载物架120上的多个对准构件150，以精确地将上载物架110与下载物架120对准。

对准构件150包括前端152、连接到前端152的主体154，以及支撑前端152的弹性构件156。

前端152设置在上载物架110上，并插入到与对准构件150相应的对准孔112中。这里，前端152包括插入到对准孔112中的插入部分152a以及设置在插入部分152a下面并且直径大于对准孔112的直径的支撑部分152b。此外，支撑部分152b未插入到对准孔112中。因此，插入部分152a被插入到对准孔112中，但是支撑部分152b未插入对准孔112中。

当对准构件150插入到对准孔112中时，弹性构件156执行缓冲作用。弹性构件可包括具有弹力的弹簧。

载物架100包括结合构件160，用于将上载物架110结合到下载物架120。

结合构件160包括钩状部分162、铰链轴164和弹性构件166。钩状部分162设置在结合构件160的一侧端。将结合构件160结合到下载物架120的铰链轴164轴对称地结合到结合构件160的中部。设置在结合构件160和下载物架110之间的弹性构件166被设置在结合构件160的另一侧端。上载物架110包括与结合构件160的钩状部分162对应的钩状爪114。

因此，结合构件160的钩状部分162结合到上载物架110的钩状爪114，从而将上载物架110结合到下载物架120。此时，弹性构件166防止钩状部分162与钩状爪114分离。此外，钩状部分162与钩状爪114分离，以将上载物架110与下载物架120分离。

载物架120包括二次电池支撑构件(back-up member)170，以将二次电池140紧密地附着到缓冲器料斗130上。

二次电池支撑构件170设置在下载物架120的二次电池安装孔122的每一个的内部，其中，二次电池140插入在二次电池安装孔122中。二次电池支撑构件170向上推压二次电池140，即，向着缓冲器料斗130推压，以将二次电池140紧密地附着到缓冲器料斗130。

因此，二次电池支撑构件170将二次电池140的电解液灌注孔紧密地附着到缓冲器料斗130的下灌注孔134b。具体地，二次电池支撑构件170将缓冲器料斗130的下O形圈紧密地附着到二次电池140的电解液灌注孔的外周，以在电解液灌注孔和下O形圈之间进行密封。

二次电池支撑构件170包括推压二次电池140的弹性构件172及设置在弹性构件172和二次电池140之间传递力的支撑件174。

图2A和图2B示出了根据实施例的在用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置中的真空灌注室的示意图。这里，图2B示出了图2A的部分A的放大示图。

参照图2A和图2B，根据实施例的用于将电解液灌注到二次电池140中的真空加压装置包括真空灌注室200。

真空灌注室200用于将电解液灌注到设置在载物架100中的二次电池140中。

真空灌注室200包括具有顶盖212、侧壁214和底部基座216的腔室210。

将参照图3进行详细描述的初级料斗260穿过顶盖212。

顶盖212在其外圆周的特定部位结合到多个导杆220。当顶盖212向上或向下移动时，导杆220支撑并引导顶盖212。

侧壁214从顶盖212的一侧表面的特定位置延伸。

底部基座216接触侧壁214以使真空灌注室200的腔室210的内部密封。

因此，真空灌注室200的腔室210包括顶盖212、侧壁214和底部基座216。顶盖212沿着导杆220向上移动以打开腔室210。顶盖212沿着导杆220向下移动以使得从顶盖212延伸的侧壁214接触底部基座216，从而使得腔室210的内部密封。

真空灌注室200包括下支撑板230。下支撑板230支撑腔室支撑件232，腔室支撑件232支撑腔室210的底部基座216和整个腔室210。此外，下支撑板230支撑导杆220的下部。

真空灌注室200包括设置在底部基座216上的载物架支撑件216a。载物架100安置在载物架支撑件216a上。载物架支撑件216a安置载物架100，以及当载物架100装载到真空灌注室200中时使得载物架100在真空灌注室200的腔室210中上升或下降。

载物架支撑件216a上升使得缓冲器料斗130的上灌注孔134a与初级料斗260的初级料斗灌注孔268接触。

真空灌注室200对应于下支撑板230，并包括支撑导杆220的上部的上支撑板240。

因此，下支撑板230和上支撑板240整体上支撑真空灌注室200。

真空灌注室200包括真空泵250，用于在腔室210中形成真空气氛。

真空灌注室200包括穿过顶盖212的多个初级料斗260。

各个初级料斗260包括存储电解液的电解液存储部分262以及打开或关闭电解液存储部分262的引导针264。

引导针264打开或关闭电解液存储部分262下端的初级料斗灌注孔268，以将电解液存储部分262中存储的电解液灌注到设置在载物架100中的缓冲器料斗130中或二次电池140中。

各个引导针264中都具有电解液流入通道266。电解液流入通道266是用于将电解液从外部引入到电解液存储部分262中的通道。

引导针264的上端与初级料斗杆270结合。

初级料斗杆270可被结合到引导针264以固定引导针264，同时，打开或关闭引导针264。即，初级料斗杆270上升从而升高引导针264。结果，电解液存储部分262的初级料斗灌注孔268被打开。另一方面，初级料斗杆270下降以使引导针264下降。结果，电解液存储部分262的初级料斗灌注孔268被关闭。

图3A至图3D示出了根据实施例的用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置中的真空加压室的示图。这里，图3A示出了设置在载物架中的真空加压装置的截面图，图3B示出了真空加压装置的部分透视图。图3C示出了图3A的B部分的放大的示图，图3D示出了图3B的C部分的放大的示图。

参照图3A至3D，根据实施例的用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置包括真空加压室300。

真空加压室300用于将电解液灌注到二次电池140中。

一个载物架100或多个载物架可被装载到真空加压室300中。参照图3A，载物架100在竖直方向上叠置2层，并被装载到真空加压室300中。

使用可以堆叠载物架100的载物架堆叠构件310来堆叠载物架100。

真空加压室300包括上腔室320、下腔室330、真空泵340和压力泵350。

上腔室320包括主体部分322、半球部分324以及密封部分326。

上腔室320的主体部分322为圆柱形。装载到真空加压室300中的载物架100的数量可以根据主体部分322的尺寸确定。即，当主体部分322尺寸增加时，其内部容积增加。因此，可装载大量的载物架100。由于大量的载物架100装载到真空加压室300中，所以可同时生产大量的二次电池。因此，应当装载最大数量的二次电池。

半球部分324可为从主体部分322的上端向上延伸的半球形。

由于半球部分324为半球形，所以可防止真空加压室300在其内部释压或增压时由于内外部之间的压力差导致的损坏。

连接到升/降构件(未示出)的上腔室杆328设置在半球部分324上，其中，所述升/降构件用于升降包括主体部分322、半球部分324和密封部分326的上腔室320。

密封部分326从主体部分322的下端向着下侧延伸。密封部分326包括第一密封表面326a和第二密封表面326b，第一密封表面326a与下腔室330的表面接触，第二密封表面326b与后面将要描述的夹具360接触。与第一密封表面326a相邻并竖直于第一密封表面326a。

下腔室330与上腔室320对应，可为圆形板。下腔室330接触密封部分326的第一密封表面326a，以使真空加压室300的内部密封。

上腔室320和下腔室330由夹具360约束，从而相互结合。容纳沟槽362沿着夹具360的内部表面设置。各个容纳沟槽362的竖直截面为方形环状。

夹具360包括容纳沟槽362，容纳沟槽362容纳沿着上腔室320的第二密封表面362b设置并具有一定距离的多个第一凸起328以及沿着下腔室330的侧表面凸起的第二凸起332。

第一凸起328和第二凸起332被容纳在容纳沟槽362中，并被约束为将上腔室320结合到下腔室330。

这里，上腔室320通过连接到上腔室杆328的升/降构件向上升，以打开真空加压室300。为此，夹具360具有多个插入沟槽364。插入沟槽364从夹具360的上侧表面延伸到容纳沟槽362，从而第一凸起328下降并插入到容纳沟槽362中。插入沟槽364设置在与第一凸起328相应的多个位置。

用于沿着第二密封表面326a以及下腔室330的侧表面旋转夹具360的夹具旋转构件366设置在夹具360的侧表面上。

上腔室320通过夹具旋转构件366下降以通过插入沟槽364将第一凸起328容纳到容纳沟槽362中。此外，第一凸起328通过旋转夹具360而受到约束，以防止第一凸起328被从插入沟槽364中再推出。当上腔室320向上升时，夹具旋转构件366旋转夹具360以将插入沟槽364定位在第一凸起328上方。

上腔室320和下腔室330受夹具360的约束，以结合上腔室320和下腔室330，从而使得真空加压室300的内部密封。

在使用夹具360将上腔室320和下腔室330相互结合之后，作为上腔室320和下腔室330的接触表面的上腔室320的第一密封表面326a被密封，以使真空加压室300的内部密封。

使用气封O形圈(air O-ring)382密封第一密封表面326a和下腔室330。

气封O形圈382设置在沿第一密封表面326a设置的O形圈凹槽384中。

此外，气封O形圈382沿着侧表面设置，并且竖直方向的截面为方形，包括V形的凹槽部分382a。

气封O形圈382的凹槽部分382a面对O形圈凹槽384的顶表面。作为气封O形圈382和O形圈凹槽384之间的空间的气体空间386由凹槽部分382a限定。

连接到外部的至少一个或多个气体供给路径388连接到所述气体空间386。

气体供给路径388将空气供应给气体空间386。如图3D所示，由于空气被供应到气体空间386，气封O形圈382被加压以向着O形圈凹槽384的两侧方向394和向着下腔室330的表面方向396施加力，从而使得真空加压室300的内部密封。

由真空泵340将真空加压室300的内部抽真空到具有特定压力的真空气氛。

由压力泵350使用惰性气体将真空加压室300的内部进行加压到具有特定压力的压力气氛。

图4示出了根据实施例的当使用用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置将电解液灌注到二次电池中时真空灌注室和真空加压室中的压力变化的曲线图，图5A至图5D示出了根据实施例的使用用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置将电解液灌注到二次电池中的方法的示图。

参照图4和图5A，在使用根据实施例的用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置将电解液灌注到二次电池中的方法中，准备了图1A和图1B中示出的载物架100。

这里，准备了这样的载物架100，即，缓冲器料斗130设置在上载物架110中，二次电池设置在下载物架120中。

这里，仅电极组件(未示出)被设置在二次电池140的内部，但是未灌注电解液。

如图5A中所示，载物架100被装载到真空灌注室200中。即，载物架100安置在真空灌注室200的载物架支撑件216a上。

此时，在真空灌注室200的顶盖212和侧壁214升起的状态下将载物架100装载到真空灌注室200中。

真空灌注室200的顶盖212和侧壁214下降以与底部基座216接触，从而使得真空灌注室200的内部密封。

下载物架110安置在其上的载物架支撑件216a设置在缓冲器料斗130的上灌注孔134a与初级料斗260的初级料斗灌注孔268隔开的位置处。

通过真空泵250将真空灌注室200的内部抽真空到第一真空气氛。这里，在抽真空过程中，电解液500被存储在初级料斗260的电解液存储部分262中。

通过计算灌注到二次电池140中的电解液的量，存储在电解液存储部分262中的电解液500被存储适当的量。

如图5B中所示，当真空灌注室200的内部变成第一真空气氛时，载物架支撑件216a升起以使得缓冲器料斗130的上灌注孔134a与初级料斗260的初级料斗灌注孔268接触。

这里，缓冲器料斗130的上O形圈136a密封初级料斗260的初级料斗灌注孔268以及缓冲器料斗130的上灌注孔134a。

初级料斗260的引导针264上升，以通过缓冲器料斗130将存储在电解液存储部分262中的电解液500灌注到二次电池140中。

由于二次电池140的内部处于第一真空气氛410中，并且因为电解液存储部分262处于真空灌注室200的外部从而电解液存储部分262处于大气压气氛中，所以存储在电解液存储部分262中的电解液500通过缓冲器料斗130被灌注到二次电池140中。

此外，由于当电解液500通过初级料斗260被直接灌注到二次电池140中时电解液500会散开，因此通过缓冲器料斗130将存储在电解液存储部分262中的电解液500灌注到二次电池140中，以防止电解液散开。

此外，这样做是因为缓冲器料斗130起到缓冲器作用。即，由于存储在初级料斗260的电解液存储部分262和二次电池140的内部之间的压力差，电解液500可以以相对高的压力被灌注到二次电池140中。当电解液500被直接灌注到二次电池140中时，会损坏二次电池140中的电极组件。

电解液500可被灌注至少30秒或更长时间。即，真空灌注室200中的第一真空气氛410可保持大约30秒或更长时间。

此外，第一真空气氛410可被保持在大约0.1托到大约1托的真空气氛下。

真空灌注室200的内部被通风以将第一真空气氛410改变为大气压气氛。

将真空灌注室200的内部抽真空到第二真空气氛420。

这里，第二真空气氛420具有与第一真空气氛410相同的真空气氛。第二真空气氛420可保持大约至少5秒。

真空灌注室200的内部被保持在第二真空气氛420下，以将可停留在初级料斗260的电解液存储部分262中或缓冲器料斗130中的电解液500灌注到二次电池140中。

真空灌注室200的内部被通风，以将第二真空气氛420改变到大气压气氛。这里，当第二真空气氛420被形成或者真空灌注室200的内部在大气压气氛下被通风时，电解液500几乎全部灌注到二次电池140中。然而，如图5C所示，电解液500未被全部灌注到二次电池140中，因此，电极组件未被电解液500浸没，少量的电解液500被填充到缓冲器料斗130的下灌注孔134b，密封二次电池140的电解液灌注孔。

载物架100被装载到真空加压室300中。

在用于将载物架装载到真空加压室300中的过程中，上腔室320上升，然后将载物架100安置在下腔室330上。

上腔室320下降，使得下腔室330与上腔室320的第一密封表面326a接触。这里，上腔室320的第一凸起328被插入到夹具360的插入凹槽364中，以将第一凸起328分别容纳在容纳沟槽326中。

夹具360旋转以约束上腔室320和下腔室330，从而将上腔室320结合到下腔室330。

通过真空加压室300的空气供给路径388将空气或惰性气体供应到气体空间386中，使气封O形圈382密封上腔室320和下腔室330。

使用真空加压室300的压力泵350以预定压力压缩真空加压室300的内部，然后，在大气压气氛下使真空加压室300的内部通风。将这种加压通风过程重复执行多次。

尽管加压通风过程可被执行多次，但是在本实施例中，将加压通风过程执行两次。此外，仅作为例子在本实施例中描述这种情形。

使用压力泵350将真空加压室300的内部压缩到第一压力气氛430。

在第一压力气氛430下，以大于大气压的压力压缩真空加压室300。此外，后面将要描述以小于第二压力气氛440的压力压缩真空加压室300。第一压力气氛430被保持大约60秒到大约200秒，然后，在大气压下使具有第一压力气氛430的真空加压室300通风。

在将真空加压室300压缩到第二压力气氛400之前，将真空加压室300的内部到第一压力气氛430以在二次电池140的内部注入一些电解液500。即，当不是将真空加压室300的内部压缩到在第一压力气氛430，而是将真空加压室300压缩到第二压力气氛440时，如参照图5C所描述的填充到缓冲器料斗130的下灌注孔134b以密封二次电池140的电解液灌注孔的电解液500会回流或飞溅。

当将真空加压室300的内部压缩到第一压力气氛430之后，在大气压下使真空加压室300的内部通风。然后，真空加压室300的内部保持在大气压下特定时间。

在大气压下使具有第一压力气氛430的真空加压室300的内部通风之后，大气压被保持至少30秒。

将真空加压室300的内部压缩到第二压力气氛440。

将第二压力气氛440保持在大于第一压力气氛430的压力的压力下。例如，可在大约2bar(巴)到大约6bar的压力范围内压缩具有第二压力气氛440的真空加压室300的内部。

第二压力气氛440被保持大约300秒到大约500秒。

这里，图5E中示出的真空加压室300示出了真空加压室300的内部被保持在第二压力气氛440下时或者真空加压室300的内部被保持在第二压力气氛440下之后的状态，即，电解液被灌注到二次电池140中的状态。因此，由于第二压力气氛440，使得填充到缓冲器料斗130的下灌注孔134b的电解液500可以几乎全部灌注到二次电池140中。

真空加压室300的内部被通风，以将第二压力气氛440改变为大气压。

使真空加压室300的内部抽真空到第三真空气氛450。然后，真空加压室300的内部再次通风到大气压，以完成电解液灌注过程。

这里，执行形成第三真空气氛450的过程，以去除在形成第二压力气氛400之后，可能存在于灌注到二次电池140中或二次电池140中的电解液500内部的气泡。

图4示出了根据实施例的当使用用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置将电解液灌注到二次电池中时真空灌注室和真空加压室中的压力变化的曲线图。图6A和图6B示出了根据另一实施例的使用用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置将电解液灌注到二次电池中的方法的示图。

参照图4、图6A和图6B，在使用根据另一实施例的用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置将电解液灌注到二次电池中的方法中，准备了图1A和图1B中示出的载物架100。

如图6A中所示，使用初级料斗260将电解液500存储在缓冲器料斗130中。

在缓冲器料斗130中存储电解液500的方法可包括将参照图5A描述的载物架100装载到真空灌注室200中以在缓冲器料斗130中存储电解液500的方法。这里，真空灌注室200的内部不需要在第一真空气氛下抽真空。即，可在大气压力状态下灌注电解液500。

此外，在将电解液500存储在缓冲器料斗130中的方法中，可不需要参照图5A描述的真空灌注室200。即，可使用包括初级料斗260的独立设备灌注电解液500。所述独立设备仅需要包括上面描述的至少一个初级料斗260。

其中电解液500存储在缓冲器料斗130中的载物架100被装载到真空加压室300中。这里，前面已经描述了将载物架100装载到真空加压室300中的方法。因此，将省略对它们的描述。

在上面描述的使用真空泵340将真空加压室300的内部抽真空到第一真空气氛410，然后在大气压下使真空加压室300的内部通风。

将真空加压室300的内部抽真空到第一真空气氛410，以将缓冲器料斗130中存储的电解液500引入到二次电池140中，这里，电解液灌注方法和第一真空气氛410的处理条件与上面参照图5A至图5E描述的相同。然而，本实施例与参照图5A至5E描述的实施例的不同之处在于在真空加压室300的内部执行电解液灌注过程，而不是在真空灌注室200中。

将真空加压室300的内部抽真空到第二真空气氛420，然后，在大气压下使真空加压室300的内部通风。这里，保留在缓冲器料斗130中的电解液500在第二真空气氛420下被灌注到二次电池140中。此外，第二真空气氛420下的电解液灌注方法和处理条件与参照图5A至图5E所描述的相同。然而，本实施例与参照图5A至图5E所描述的实施例的不同之处在于在真空加压室300的内部执行电解液灌注处理，而不是在真空灌注室200中。

由于使用与参照图5A至图5E所描述的实施例相同的方法来执行后续的处理，因此，省略了它们的描述。即，使用压力泵350将真空加压室300的内部压缩到第一压力气氛430并在大气压下使真空加压室300的内部通风的处理，将大气压保持特定时间的处理、将真空加压室300的内部压缩到第二压力气氛440并在大气压下通风的处理以及对真空加压室300的内部抽真空并在第三真空气氛下通风的处理与参照图5A和图5E描述的实施例中的处理相同。

当通过上述工序将电解液灌注到二次电池140中时，如图6B中所示，电解液几乎完全注入到二次电池140中，从而完成电解液灌注处理。

图7示出了使用根据实施例的电解液灌注方法和使用已有技术的电解液灌注方法将电解液灌注到二次电池中的情况下未注入区域的曲线图。

参照图7，在使用根据实施例的电解液灌注方法将电解液灌注到二次电池中的情况下(在图7中用术语“本发明”表示的条)，如在对比示例1和对比示例2中所示出的，出现的平均未注入区域分别为大约17.7mm²。然而，在使用现有技术的电解液灌注方法将电解液灌注到二次电池中的情况下，出现的平均未注入区域分别约为29mm²和27.5mm²。

现有技术的电解液灌注方法表示电解液不是在真空气氛下和压力气氛下灌注，例如，不在第一压力气氛430下灌注电解液或者未使用根据实施例的将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置灌注电解液的情形。

对比示例1和对比示例2表示，分别使用根据实施例的电解液灌注方法和现有技术的电解液灌注方法，将电解液灌注到二次电池中来计算未注入区域并对计算的未注入区域取平均。

根据用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置和使用该装置灌注电解液的方法，可同时将电解液灌注到几十至几百个二次电池中，从而优化每单位时间的二次电池产量。此外，可最小化二次电池的未注入区域，并且可均匀地灌注二次电池。

根据这些实施例，可同时将电解液灌注到大量的二次电池中。

此外，当将电解液灌注到大量的二次电池中时，可获得最佳的注入特性。

此外，由于在真空加压装置中灌注电解液的二次电池可同时处于加压状态和真空状态，因此，可减少电解液的注入时间，并且可提高电解液的注入质量。

这里已经公开了示例性实施例，尽管采用了特定的术语，但是，这些术语仅仅是用于普通的解释和描述性的，不是为了进行限制。因此，本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离如权利要求所述的本发明的精神和范围的情况下，可以作出形式和细节上的各种改变。

Claims (31)

1.一种用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置，所述真空加压装置包括：

真空加压室，其中装载了多个二次电池和载物架，分别连接到所述多个二次电池的多个缓冲器料斗设置在所述载物架中，所述载物架设置在所述多个二次电池上方；

真空泵，连接到所述真空加压室，所述真空泵将真空加压室的内部抽真空使之处于真空气氛下；

压力泵，连接到所述真空加压室，所述压力泵压缩所述真空加压室的内部，

其中，所述真空加压室包括：

上腔室，包括圆柱形主体部分、从所述主体部分向上延伸的半球形的半球部分、从主体部分向下延伸的密封部分；

下腔室，为与所述上腔室对应的圆板形，

其中，密封部件包括与下腔室的表面接触的第一密封表面，气封O形圈设置在所述第一密封表面上，

其中，在真空加压室中在压力和真空气氛下将电解液注入到二次电池中。

2.如权利要求1所述的真空加压装置，其中，气封O形圈设置在O形圈凹槽中，所述气封O形圈的竖直截面为方形，并在侧部具有凹槽部分，所述O形圈凹槽沿着所述第一密封表面设置。

3.如权利要求2所述的真空加压装置，其中，由于气封O形圈的凹槽部分面对O形圈凹槽的顶表面，上腔室具有作为气封O形圈和O形圈凹槽的顶表面之间的空间的气体空间，用于将空气供应到气体空间内的气体供给路径设置在上腔室中，

其中，空气被提供到所述气体空间内以挤压所述气封O形圈并密封所述上腔室和下腔室，从而使得所述真空加压室的内部密封。

4.如权利要求1所述的真空加压装置，其中，所述真空加压室包括用于升起或降低上腔室的升/降构件，上腔室升起以将载物架装载到所述真空加压室中，上腔室下降以密封所述真空加压室。

5.如权利要求1所述的真空加压装置，其中，所述真空加压室包括用于约束上腔室和下腔室的夹具。

6.如权利要求5所述的真空加压装置，其中，所述上腔室包括第二密封表面和以特定距离沿着所述第二密封表面设置的多个第一凸起，所述第二密封表面与密封部分中的所述第一密封表面垂直，

下腔室包括沿着其侧表面凸起的第二凸起，

其中，同时容纳第一凸起和第二凸起的容纳沟槽沿着夹具的内表面设置，设置了与第一凸起对应的多个插入凹槽，以在上腔室向着下腔室下降时将第一凸起插入到所述容纳凹槽中。

7.如权利要求5所述的真空加压装置，其中，真空加压室包括旋转夹具以固定上腔室和下腔室的夹具旋转构件。

8.如权利要求1所述的真空加压装置，其中，通过多个初级料斗将电解液灌注到设置在载物架中的二次电池中，

每个初级料斗包括：

电解液存储部分，包括结合到二次电池的电解液灌注孔的初级料斗灌注孔，二次电池的下端设置在载物架中，

引导针，设置在电解液存储部分内部，所述引导针打开和关闭所述初级料斗灌注孔。

9.如权利要求8所述的真空加压装置，其中，初级料斗设置在真空加压室内部，

真空加压室包括：

顶盖，所述初级料斗穿过所述顶盖；

侧壁，从顶盖的特定位置延伸；

底部基座，载物架安置在底部基座上，所述底部基座与从顶盖延伸的侧壁接触，以使得真空加压室的内部密封。

10.如权利要求8所述的真空加压装置，其中，各个引导针包括电解液灌注路径，通过所述电解液灌注路径将电解液从外部引入到其内部。

11.如权利要求8所述的真空加压装置，其中，设置在各个初级料斗中的各个引导针结合到初级料斗杆上，初级料斗杆向上或向下移动引导针，以打开或关闭所述电解液存储部分。

12.如权利要求1所述的真空加压装置，其中，载物架包括下载物架和上载物架，二次电池设置在下载物架中，分别与二次电池对应并将电解液灌注到各个二次电池中的缓冲器料斗设置在上载物架中。

13.如权利要求12所述的真空加压装置，其中，通过将设置在下载物架上并且在端部具有钩状部分的结合构件结合到设置在上载物架上的钩状爪来将载物架的上载物架和下载物架相互结合。

14.如权利要求11所述的真空加压装置，其中，通过插入到上载物架中限定的对准孔中的前端和包括支撑所述前端的弹性构件的对准构件将载物架的上载物架和下载物架彼此对准。

15.如权利要求11所述的真空加压装置，其中，下载物架包括二次电池设置在其中的二次电池安装槽，当二次电池结合到缓冲器料斗时以特定力向上推压二次电池的二次电池支撑构件设置在二次电池安装槽内部。

16.如权利要求1所述的真空加压装置，其中，二次电池包括方形形式的二次电池或圆柱形形式的二次电池，

二次电池包括电极组件，电极组件包括正极、负极和设置在正极和负极之间的分隔件。

17.一种使用用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置灌注电解液的方法，所述方法包括：

准备多个二次电池和至少一个载物架，在载物架中设置有多个缓冲器料斗，所述缓冲器料斗设置在二次电池上方，并连接到各个二次电池，用于将电解液灌注到二次电池中；

将载物架装载到真空加压室中；

密封真空加压室；

执行加压通风处理，其中，在压力气氛下压缩真空加压室的内部，然后，将压力气氛保持特定时间之后，在大气压下将真空加压室的内部通风几次；

将真空加压室的内部抽真空到第三真空气氛，然后，在大气压下使真空加压室的内部通风。

18.如权利要求17所述的方法，其中，准备多个二次电池和至少一个载物架的步骤包括：

准备至少一个载物架，载物架中设置有置于二次电池上方并分别将电解液灌注到二次电池中的多个缓冲器料斗；

将载物架装载到真空灌注室中；

将电解液灌注到缓冲器料斗中；

将真空灌注室抽真空到第一真空气氛并将第一真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空灌注室通风；

将真空灌注室抽真空到第二真空气氛并将第二真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空灌注室通风。

19.如权利要求18所述的方法，其中，将真空灌注室抽真空到第一真空气氛并将第一真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空灌注室通风的步骤包括：将从初级料斗灌注到缓冲器料斗的电解液灌注到二次电池中。

20.如权利要求18所述的方法，其中，将真空灌注室抽真空到第二真空气氛并将第二真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空灌注室通风的步骤包括：将剩余在初级料斗中的电解液灌注到二次电池中。

21.如权利要求17所述的方法，其中，将设置有将要灌注电解液的二次电池的载物架装载到真空加压室中的步骤包括：将载物架装载到腔室中，从而其中设置了将要灌注电解液的二次电池的载物架堆叠一次或至少两次。

22.如权利要求17所述的方法，其中，密封真空加压室的步骤包括：

使真空加压室的上腔室下降，以使得上腔室的第一密封表面接触下腔室的表面；

旋转真空加压室的夹具，以固定上腔室和下腔室；

压缩设置在上腔室的第一密封表面上的气封O形圈，以密封上腔室和下腔室。

23.如权利要求17所述的方法，其中，加压通风处理包括：将缓冲器料斗中剩余的电解液注入到二次电池中的处理。

24.如权利要求17所述的方法，其中，执行加压通风处理的步骤包括：

执行第一加压处理，在第一加压处理中，将真空加压室的内部压缩到大于大气压的第一压力气氛，并在第一压力气氛下将真空加压室的内部保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风；

执行第二加压处理，在第二加压处理中，将真空加压室的内部压缩到大于第一压力气氛的第二压力气氛，并在第二压力气氛下将真空加压室的内部保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风。

25.一种使用用于将电解液灌注到二次电池中的真空加压装置灌注电解液的方法，所述方法包括：

准备多个二次电池和至少一个载物架，在所述载物架中设置了多个缓冲器料斗，所述多个缓冲器料斗设置在二次电池上方，连接到各个二次电池，并存储电解液；

将载物架装载到真空加压室中；

密封真空加压室；

将真空加压室的内部抽真空到第一真空气氛，并将第一真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风；

将真空加压室的内部抽真空到第二真空气氛，并将第二真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风；

将真空加压室的内部压缩到压力气氛，并将该压力气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风；

将真空加压室的内部抽真空到第三真空气氛，并在大气压下使真空加压室的内部通风。

26.如权利要求25所述的方法，其中，准备多个二次电池和至少一个载物架的步骤包括：

准备至少一个载物架，在所述载物架中设置了置于二次电池上方并分别将电解液灌注到二次电池中的多个缓冲器料斗；

使用初级料斗将电解液灌注到缓冲器料斗中，以将电解液存储到缓冲器料斗中。

27.如权利要求25所述的方法，其中，将真空加压室的内部抽真空到第一真空气氛，并将第一真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风的步骤包括：将缓冲器料斗中存储的电解液灌注到二次电池中。

28.如权利要求25所述的方法，其中，将真空加压室的内部抽真空到第二真空气氛，并将第二真空气氛保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风的步骤包括：将缓冲器料斗中剩余的电解液灌注到二次电池中。

29.如权利要求25所述的方法，其中，将载物架装载到真空加压室中的步骤包括：将载物架装载到所述真空加压室中，使得载物架堆叠一次或至少两次。

30.如权利要求25所述的方法，其中，密封真空加压室的步骤包括：

使真空加压室的上腔室下降，以使得上腔室的第一密封表面与下腔室的表面接触；

旋转真空加压室的夹具以固定上腔室和下腔室；

挤压设置在上腔室的第一密封表面上的气封O形圈，以密封上腔室和下腔室。

31.如权利要求25所述的方法，其中，在加压通风处理中，在压力气氛下压缩真空加压室的内部然后将所述压力气氛保持特定时间之后，在大气压下使真空加压室的内部通风几次，所述执行加压通风处理的步骤包括：

执行第一加压处理，在第一加压处理中，将真空加压室的内部压缩到大于大气压的第一压力气氛，并在第一压力气氛下将真空加压室的内部保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风；

执行第二加压处理，在第二加压处理中，将真空加压室的内部压缩到大于第一压力气氛的第二压力气氛，并在第二压力气氛下将真空加压室的内部保持特定时间，然后在大气压下使真空加压室的内部通风。

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