CN104362285A - 软包锂电池真空注液装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种软包锂电池真空注液装置，其包括固定板、升降气缸、真空腔体、锂电池夹具、若干注液机构及吸盘机构，所述真空腔体位于所述固定板下方并且腔体开口向下，所述锂电池夹具位于所述真空腔体的下方；所述吸盘机构安装于所述真空腔体上并对所述真空腔体内的电芯的铝塑膜打开或关闭；所述注液机构固定于所述真空腔体的底面上且注液针密封地伸入所述真空腔体内对电芯注液；所述升降气缸固定于所述固定板上，所述升降气缸的输出端向下且与所述真空腔体的底面固定连接，并驱动所述真空腔体向下移动与所述锂电池夹具形成密封的内腔。本发明软包锂电池真空注液装置能提高锂电池生产效率，保证电池质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种注液装置，尤其涉及一种提高锂电池生产效率，保证锂电池质量的软包锂电池真空注液装置。
背景技术
软包锂电池在生产中需要将电解液注射到电芯中的，现有的锂电池一般采用手动注液或者自动注液，但是，无论是手动注液还是自动注液，其都是在常规大气压中进行。然而，采用常压中进行注液容易在电芯中产生气泡，这些气泡会占用电芯的体积，使电解液的注射量不足，如果没有清除就会影响锂电池的电容量以及电性能，使锂电池的质量下降。因此，为了将锂电池电芯内的气泡清理出来，一般在注液后还需要对锂电池进行静置，以使气泡全部释出；而静置的时间一般都较长，从而导致软包锂电池的生产效率很低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高锂电池生产效率，保证锂电池质量的软包锂电池真空注液装置。
为了实现上述目的，本发明提供的软包锂电池真空注液装置包括固定板、升降气缸、真空腔体、锂电池夹具、若干注液机构及吸盘机构，所述真空腔体位于所述固定板下方并且腔体开口向下，所述锂电池夹具位于所述真空腔体的下方；所述吸盘机构安装于所述真空腔体上并对所述真空腔体内的电芯的铝塑膜打开或关闭；所述注液机构固定于所述真空腔体的底面上且注液针密封地伸入所述真空腔体内对电芯注液；所述升降气缸固定于所述固定板上，所述升降气缸的输出端向下且与所述真空腔体的底面固定连接，并驱动所述真空腔体向下移动与所述锂电池夹具形成密封的内腔。
由于本发明通过设置真空腔体，使所述真空腔体的开口向下，从而利用升降气缸驱动所述真空腔体向下移动与所述锂电池夹具之间形成密封的内腔，以方便抽真空；并且在所述真空腔体的底面上设置吸盘机构，当软包锂电池位于密封的内腔内时，借助所述吸盘机构可将电芯的铝塑膜打开；同时在所述真空腔体的底面上设置注液机构，使注液针伸入所述真空腔体内，从而可以使电芯在所述真空腔体内实现真空注液，真空注液可以使电解液进入电芯时不产生气泡，从而无需将注液后的软包锂电池进行长时间的静置，有效提高生产效率；并且，由于锂电池在真空中注液不产生气泡，避免气泡对锂电池的性能的影响，因此，锂电池的产品质量得到极大的提高。
较佳地，所述真空腔体的开口边缘设有密封圈。所述密封圈可以使真空腔体与所述锂电池夹具密封地连接，保证形成真空的内腔。
较佳地，所述固定板上设有导向套，所述真空腔体的底面上设有呈竖直的导向柱，所述导向柱滑动地套接于所述导向套内。所述导向套及导向柱的配合可以对所述真空腔体起到导向作用，从而可减少所述真空腔体移动产生的误差，保证真空内腔形成的稳定性。
较佳地，所述注液机构为双注液机构。
具体地，所述双注液机构包括支架、驱动气缸、呈对称设置于支架上的两注液气缸、两注液杯及两所述注液针，所述支架滑动地设置于所述真空腔体的底面的竖直滑轨上，所述驱动气缸固定于所述支架且输出端固定于所述真空腔体的底面，所述注液针连接于所述注液杯，所述注液杯及所述注液气缸固定于所述支架，所述注液气缸驱动所述注液杯注液。通过设置对称的注液气缸、注液杯及注液针，可以使一个所述驱动气缸同时驱动，从而简化了注液机构的结构，使控制变得简单，并且提高了注液速度。
更具体地，所述注液气缸的输出端呈向上设置，所述注液气缸的活塞与所述注液气缸的内底面之间设有压缩弹簧。由于在注液时，所述注液气缸的活塞杆向下滑动缩入所述注液气缺内以对注液杯进行加压，而所述注液气缸的活塞杆具有一定的重量会影响注液杯内的压力，因此，设置所述压缩弹簧可以利用弹簧的弹性力抵消活塞杆的重量，从而提高注液杯内的压力精度，使注液更加精确。
较佳地，所述真空腔体内设有接收所述注液针滴漏出来的电解液的防滴漏机构。所述防滴漏机构可以防止在注液完成后残留在所述注液针上的电解液滴漏并污染所述真空腔体。
具体地，所述防滴漏机构包括位于所述真空腔体外的第一气缸、密封箱体、及位于所述真空腔体内的水平滑轨、滑板及接液板，所述水平滑轨固定于所述真腔腔体的内底面，所述滑板滑动地设置于所述水平滑轨，所述接液板固定于所述滑板，所述第一气缸通过所述密封箱体密封地与所述滑板固定连接并驱所述接液板移动于所述注液针的下方。
较佳地，所述吸盘机构包括第二气缸、驱动件、滑块、水平导杆、连接臂及吸盘，所述第二气缸固定于所述真空腔体的底面上，所述驱动件上设有一对对称的斜槽，所述水平导杆固定于所述真空腔体内，所述滑块滑动地设置于所述水平导杆且所述滑块设有与所述斜槽滑动插接的轴销，所述连接臂固定于所述滑块，所述吸盘固定于所述连接臂；所述第二气缸的活塞杆呈竖直设置且下端伸入所述真空腔体内与所述驱动件固定，并上、下驱动所述驱动件以通过所述斜槽驱动所述滑块水平滑动。通过设置所述驱动件并且所述驱动件上设置斜槽，从而使所述第二气缸的竖向输出转变成滑块的横向移动，进而驱动两所述吸盘相互靠近或远离，实现对电芯的铝塑膜打开。
具体地，所述吸盘机构还包括限位气缸，所述第二气缸的活塞杆的上端设有限位板，所述限位气缸的活塞杆向上伸出，以通过所述限位板限制所述第二气缸的活塞杆的行程。为了方便所述电芯进入，两所述吸盘在开始时间距需要达到最大，而在吸住电芯的铝塑膜并打开时，间距则较小，因此，通过设置限位气缸，使所述限位气缸的输出端在所述吸盘打开电芯时伸出以限制两所述吸盘的间距，从而实现安全地打开电芯。
附图说明
图1是本发明软包锂电池真空注液装置的立体图。
图2是本发明软包锂电池真空注液装置的侧视图。
图3是本发明双注液机构安装于真空腔体上的示意图。
图4是本发明双注液机构的结构示意图。
图5是本发明双注液机构的剖面示意图。
图6是本发明双注液机构、吸盘机构及防滴漏机构的组合示意图。
图7是图6的另一角度的示意图。
图8是图6的侧视图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
如图1、图2及图3所示，本发明软包锂电池真空注液装置100包括固定板1、升降气缸2、真空腔体3、锂电池夹具4、若干注液机构5及吸盘机构6，本发明的注液机构5为双注注机构，数量为四个，可同时对8个电芯200注液；所述吸盘机构6数量为四个，可以同时打开8个电芯200的铝塑膜。所述真空腔体3位于所述固定板1下方并且腔体开口向下，所述锂电池夹具4位于所述真空腔体3的下方；所述真空腔体3的开口边缘设有密封圈31，所述密封圈31可以使真空腔体3与所述锂电池夹具4密封地连接，保证形成真空的内腔。所述吸盘机构6安装于所述真空腔体3并对所述真空腔体3内的电芯200的铝塑膜打开或关闭；所述注液机构5固定于所述真空腔体3的底面上且注液针55密封地伸入所述真空腔体3内对电芯200注液；所述升降气缸2固定于所述固定板1上，所述升降气缸2的输出端向下且与所述真空腔体3的底面固定连接，并驱动所述真空腔体3向下移动与所述锂电池夹具4形成密封的内腔。所述固定板1上设有多个导向套11，所述真空腔体3的底面上设有呈竖直的多个导向柱32，所述导向柱32滑动地套接于所述导向套11内；所述导向套11及导向柱32的配合可以对所述真空腔体3起到导向作用，从而可减少所述真空腔体3移动产生的误差，保证真空内腔形成的稳定性。
如图4、图5及图6所示，所述双注液机构5包括一支架51、一驱动气缸52、呈对称设置于支架51上的两注液气缸53、两注液杯54及两所述注液针55，所述支架51滑动地设置于所述真空腔体3的底面的竖直滑轨33上，所述驱动气缸52固定于所述支架51且输出端固定于所述真空腔体3的底面，所述注液针55连接于所述注液杯54，所述注液杯54及所述注液气缸53固定于所述支架51，所述注液气缸53的活塞杆与所述注液杯54的内芯541通过连接板56连接，并驱动所述注液杯54注液。通过设置对称的注液气缸53、注液杯54及注液针55，只需要使用一个所述驱动气缸52同时驱动，从而简化了注液机构5的结构，使控制变得简单，并且提高了注液速度。更具体地，所述注液气缸53的活塞杆呈向上设置，所述注液气缸53的活塞与所述注液气缸53的内底面之间设有压缩弹簧531。由于在注液时，所述注液气缸53的活塞杆向下滑动缩入所述注液气缸53内以对注液杯54进行加压，而所述注液气缸53的活塞杆具有一定的重量会影响注液杯54内的压力，因此，设置所述压缩弹簧531可以利用弹簧的弹性力抵消活塞杆的重量，从而提高注液杯54内的压力精度，使注液更加精确。
所述双注液机构5在工作时，启动所述驱动气缸52，使所述驱动气的活塞杆向上伸出，通过所述连接板56带动所述注液杯54的内芯向上使一定量的电解液流入所述注液杯54，再打开所述注液针55上的阀门，同时使所述驱动气缸52的活塞杆向下收缩，从而带动所述注液杯54的内芯向下移动将电解液通过所述注液针55注射到电芯200内。
请参阅图6至图8，所述真空腔体3内设有接收所述注液针55滴漏出来的电解液的防滴漏机构7。所述防滴漏机构7包括位于所述真空腔体3外的第一气缸71、密封箱体72、及位于所述真空腔体3内的水平滑轨73、滑板74及接液板75，所述水平滑轨73固定于所述真腔腔体的内底面，所述滑板74滑动地设置于所述水平滑轨73，所述接液板75固定于所述滑板74，所述第一气缸71通过所述密封箱体72密封地与所述滑板74固定连接并驱所述接液板75移动于所述注液针55的下方。所述防滴漏机构7可以防止在注液完成后残留在所述注液针55上的电解液滴漏并污染所述真空腔体3。
请再参阅图6至图8，所述吸盘机构6包括第二气缸61、驱动件62、滑块63、水平导杆64、连接臂65及吸盘66；由于所述吸盘机构6是与所述双注液机构5配套使用的，因此，所述吸盘66的数量为两组，两组所述吸盘66中向同一方向运动的吸盘66安装于同一滑块63上，从而可通过一驱动件62驱动两所述吸盘66同时吸合。所述第二气缸61固定于所述真空腔体3的底面上，所述驱动件62上设有一对对称的斜槽621，所述水平导杆64固定于所述真空腔体3内，所述滑块63滑动地设置于所述水平导杆64且所述滑块63设有与所述斜槽621滑动插接的轴销，所述连接臂65固定于所述滑块63，所述吸盘66固定于所述连接臂65；所述第二气缸61的活塞杆呈竖直设置且下端伸入所述真空腔体3内与所述驱动件62固定，并上、下驱动所述驱动件62以通过所述斜槽621驱动所述滑块63水平滑动。通过设置所述驱动件62并且所述驱动件62上设置斜槽621，从而使所述第二气缸61的竖向输出转变成滑块63的横向移动，进而驱动两所述吸盘66相互靠近或远离，实现对电芯200的打开。所述吸盘机构6还包括限位气缸67，所述第二气缸61的活塞杆的上端设有限位板611，所述限位气缸67的活塞杆向上伸出，以通过所述限位板611限制所述第二气缸61的活塞杆的行程。为了方便所述电芯200进入，两所述吸盘66在开始时间距需要达到最大，而在吸住电芯200的铝塑膜并打开电芯200时，间距则较小，因此，通过设置限位气缸67，使所述限位气缸67的输出端在所述吸盘66打开电芯200时伸出以限制两所述吸盘66的间距，从而实现安全地打开电芯200。
当所述电芯200位于所述吸盘66之间时，所述吸盘66机构6工作，此时，所述第二气缸61启动，带动所述驱动件62向上移动，所述驱动件62通过所述斜槽621使所述滑块63水平移动，从而使两吸盘66相互靠近而吸住电芯200，此时，所述限位气缸67向上伸出；然后所述第二气缸61的活塞杆向下移动，当所述限位板611向下移动到与所述限位气缸67的输出端抵顶时，所述吸盘66则停止移动，从而将电芯200打开。
综合上述并结合附图，下面对本发明软包锂电池真空注液装置100的工作原理进行描述，如下：
软包锂电池放置于锂电池夹具4中，所述锂电池夹具4被输送到所述真空腔体3的正下方，此时，所述升降气缸2启动，推动所述真空腔体3向下移动，同时带动所述双注液机构5、所述吸盘机构6及所述防滴漏机构7向下移动，当所述真空腔体3与所述锂电池夹具4联合形成密封的内腔时，抽真空系统对内腔抽真空；此时，所述吸盘机构6打开所述电芯200，然后，所述双注液机构5的注液针55伸入所述电芯200内并注入电解液；当注液完成后，所述注液针55退出所述电芯200，此时，所述第一气缸71启动，带动所述滑板74及接液板75在所述水平滑轨73滑动，从使所述接液板75移动到所述注液针55的正下方，以防止所述注液针55的残液滴漏。
由于本发明通过设置真空腔体3，使所述真空腔体3的开口向下，从而利用升降气缸2驱动所述真空腔体3向下移动与所述锂电池夹具4之间形成密封的内腔，以方便抽真空；并且在所述真空腔体的底面上设置吸盘机构6，当软包锂电池位于密封的内腔内时，借助所述吸盘机构6可将电芯200的铝塑膜打开；同时在所述真空腔体3的底面上设置注液机构5，使注液针55伸入所述真空腔体3内，从而可以使电芯200在所述真空腔体3内实现真空注液，真空注液可以使电解液进入电芯200时不产生气泡，从而无需将注液后的软包锂电池进行长时间的静置，有效提高生产效率；并且，由于锂电池在真空中注液不产生气泡，避免气泡对锂电池的性能的影响，因此，锂电池的产品质量得到极大的提高。
本发明软包锂电池真空注液装置100所涉及到的抽真空系统的结构，以及控制所述双注液机构5、吸盘66机构6及防滴漏机构7的控制系统均为本领域普通技术人员所熟知，在此不再做详细的说明。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种软包锂电池真空注液装置，其特征在于：包括固定板、升降气缸、真空腔体、锂电池夹具、若干注液机构及吸盘机构，所述真空腔体位于所述固定板下方并且腔体开口向下，所述锂电池夹具位于所述真空腔体的下方；所述吸盘机构安装于所述真空腔体上并对所述真空腔体内的电芯的铝塑膜打开或关闭；所述注液机构固定于所述真空腔体的底面上且注液针密封地伸入所述真空腔体内对电芯注液；所述升降气缸固定于所述固定板上，所述升降气缸的输出端向下且与所述真空腔体的底面固定连接，并驱动所述真空腔体向下移动与所述锂电池夹具形成密封的内腔。
2.如权利要求1所述的软包锂电池真空注液装置，其特征在于：所述真空腔体的开口边缘设有密封圈。
3.如权利要求1所述的软包锂电池真空注液装置，其特征在于：所述固定板上设有导向套，所述真空腔体的底面上设有呈竖直的导向柱，所述导向柱滑动地套接于所述导向套内。
4.如权利要求1所述的软包锂电池真空注液装置，其特征在于：所述注液机构为双注液机构。
5.如权利要求4所述的软包锂电池真空注液装置，其特征在于：所述双注液机构包括支架、驱动气缸、呈对称设置于支架上的两注液气缸、两注液杯及两所述注液针，所述支架滑动地设置于所述真空腔体的底面的竖直滑轨上，所述驱动气缸固定于所述支架且输出端固定于所述真空腔体的底面，所述注液针连接于所述注液杯，所述注液杯及所述注液气缸固定于所述支架，所述注液气缸驱动所述注液杯注液。
6.如权利要求5所述的软包锂电池真空注液装置，其特征在于：所述注液气缸的输出端呈向上设置，所述注液气缸的活塞与所述注液气缸的内底面之间设有压缩弹簧。
7.如权利要求1或5所述的软包锂电池真空注液装置，其特征在于：所述真空腔体内设有接收所述注液针滴漏出来的电解液的防滴漏机构。
8.如权利要求7所述的软包锂电池真空注液装置，其特征在于：所述防滴漏机构包括位于所述真空腔体外的第一气缸、密封箱体、及位于所述真空腔体内的水平滑轨、滑板及接液板，所述水平滑轨固定于所述真腔腔体的内底面，所述滑板滑动地设置于所述水平滑轨，所述接液板固定于所述滑板，所述第一气缸通过所述密封箱体密封地与所述滑板固定连接并驱所述接液板移动于所述注液针的下方。
9.如权利要求1所述的软包锂电池真空注液装置，其特征在于：所述吸盘机构包括第二气缸、驱动件、滑块、水平导杆、连接臂及吸盘，所述第二气缸固定于所述真空腔体的底面上，所述驱动件上设有一对对称的斜槽，所述水平导杆固定于所述真空腔体内，所述滑块滑动地设置于所述水平导杆且所述滑块设有与所述斜槽滑动插接的轴销，所述连接臂固定于所述滑块，所述吸盘固定于所述连接臂；所述第二气缸的活塞杆呈竖直设置且下端伸入所述真空腔体内与所述驱动件固定，并上、下驱动所述驱动件以通过所述斜槽驱动所述滑块水平滑动。
10.如权利要求9所述的软包锂电池真空注液装置，其特征在于：所述吸盘机构还包括限位气缸，所述第二气缸的活塞杆的上端设有限位板，所述限位气缸的活塞杆向上伸出，以通过所述限位板限制所述第二气缸的活塞杆的行程。
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