CN104934239A - 一种超级电容器自动注液机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超级电容器自动注液机，技术要点：注液机构包括注液杯装置、密封装置、隔断装置、抽真空装置和清扫装置；注液杯装置包括储液杯及连通于储液杯的注液嘴，储液杯设有进液孔；密封装置用于密封进液孔；隔断装置用于隔断储液杯与注液嘴；抽真空装置用于控制注液嘴与真空源的通断；清扫装置控制惰气源与储液杯的通断。注液时先将储液杯与注液嘴隔断，抽真空装置对注液嘴及电芯抽真空，然后切断真空源；再对储液杯定量注液，并密封进液孔；之后连通储液杯与注液嘴，电解液在负压下吸入电芯；最后由清扫装置将储液杯及注液嘴内残留液清扫入电芯。通过一次定量加液便可精准完成注液；不会对设备造成腐蚀，可防止电解质结晶堵塞。

Description

一种超级电容器自动注液机
技术领域
本发明涉及超级电容器生产设备技术领域，具体是指一种超级电容器自动注液机。
背景技术
超级电容器（supercapacitor,ultracapacitor），又叫双电层电容器(Electrical Double-Layer Capacitor)、电化学电容器(Electrochemcial Capacitor, EC), 黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能，是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点，不但具有电容的特性，同时也具有电池特性，是一种介于电池和电容之间的新型特殊元器件。
超级电容器的生产过程中包括注入电解液工序。目前超级电容器的电解质溶剂多为乙腈，具有极强的挥发性及腐蚀能力。而超级电容器的注液环境要求为水氧含量小于1PPM的真空环境。现有的超级电容器电芯注液方式是在特定的密闭手套箱环境内采用倒吸浸渍注液，或采用传统锂电池注液机构注液，由于传统的注液方式均无法做到真空一次完成自动注液并及时清理残液，在注液过程中极易出现影响水氧含量的泄漏、管线的腐蚀、电解质结晶造成管线填塞等问题，影响产品品质、损坏设备，导致无法生产等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可一次完成注液且无残留的超级电容器自动注液机。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种超级电容器自动注液机，包括手套箱，所述手套箱内设有注液机构、工装机构和注液针机构；
所述注液机构包括注液杯装置、密封装置、隔断装置、抽真空装置和清扫装置；所述注液杯装置包括若干并列设置的储液杯以及连通于所述储液杯底部的注液嘴，各所述储液杯顶部均设有进液孔；所述密封装置包括密封塞驱动组件以及与各所述进液孔对应的密封塞，用于开启和密封所述进液孔；所述隔断装置包括堵杆驱动组件以及插置于所述储液杯与所述注液嘴连通处的堵杆，用于隔断或连通所述储液杯与所述注液嘴；所述抽真空装置包括连通真空源与所述注液嘴的阀门组件，所述阀门组件包括气塞和气塞驱动气缸，所述阀门组件用于控制所述注液嘴与所述真空源的通断；所述清扫装置包括清扫阀门和惰气源，所述清扫阀门控制所述惰气源与所述储液杯的通断；
所述工装机构包括装载装置及升降装置，用于装载并移动电芯使之与所述注液嘴密封对接；
所述注液针机构包括注液针和移动装置，用于驱动注液针对各所述储液杯注液。
一种优选方式，所述抽真空装置还包括真空汇流管，所述真空汇流管设于真空源与所述注液嘴之间，所述阀门组件控制所述真空汇流管与各所述注液嘴的通断。
一种优选方式，所述隔断装置的所述堵杆从所述储液杯的顶面穿过并插置于所述储液杯与所述注液嘴连通处，所述堵杆驱动组件为气缸，设于所述储液杯顶面外部的所述堵杆的顶端。
一种优选方式，所述密封塞驱动组件为旋转气缸，所述旋转气缸通过轴联器控制各所述密封塞同时翻转移动以开闭所述进液孔。
一种优选方式，所述注液针机构的所述注液针与注液定量泵连通，所述移动装置包括升降气缸和横移气缸。
一种优选方式，所述注液针下方还设有接废液槽。
进一步，所述手套箱内设有两组以上所述注液机构、所述工装机构及所述注液针机构。
本方案自动注液机的工作原理是：注液时，先由隔断装置将储液杯与注液嘴之间密封隔断，并开启抽真空装置的气塞，使真空源对注液嘴及电芯抽真空，完成抽真空后，气塞关闭，使注液嘴与真空源之间切断；然后由注液针伸入进液孔对储液杯定量注液，完成注液后移出注液针并通过密封装置将进液孔密封；此时打开隔断装置使储液杯与注液嘴连通，在真空负压下，电解液被吸入电芯内；最后，由清扫装置往储液杯内充入惰性气体，使储液杯及注液嘴内残留的电解液清扫进入电芯内，完成注液。
本方案的有益效果是：1、注液时，先由真空负压将电解液吸入电芯，再由清扫装置充惰气加压清扫，使得残留电解液完全进入电芯内，因此，通过一次定量加液便可精准完成电芯注液，相比现有技术的多次抽真空注液工艺，效率和精确度均得到较大提升；2、抽真空装置位于注液嘴处而不与储液杯直接连通，且抽真空后气塞关闭，注液完成后又由清扫装置清扫残液，因此不会对抽真空装置管路造成腐蚀，同时可防止残留电解质结晶堵塞注液嘴。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1为本发明注液机结构示意图；
图2为本发明注液机内部结构示意图；
图3为图2中A部的局部放大示意图；
图4为密封装置结构示意图；
图5为抽真空装置结构示意图；
图6为清扫装置结构示意图；
图7为工装机构结构示意图；
图8为注液针机构结构示意图。
其中：1、注液机构；2、工装机构；3、注液针机构；4、电芯；110、储液杯；111、注液嘴；113、进液孔；120、密封塞；121、旋转气缸；122、轴联器；130、堵杆驱动组件；131、堵杆；140、真空汇流管；141、气塞；142、气塞驱动气缸；150、清扫装置；21、装载装置；22、升降装置；31、注液针；321、升降气缸；322、横移气缸；33、接废液槽。
具体实施方式
参考图1和图2所示的一种超级电容器自动注液机，包括手套箱，所述手套箱内设有两组以上注液机构1、工装机构2和注液针机构3。
所述注液机构1包括注液杯装置、密封装置、隔断装置、抽真空装置和清扫装置。
如图3所示，所述注液杯装置包括若干并列设置的储液杯110以及连通于所述储液杯110底部的注液嘴111，各所述储液杯110顶部均设有进液孔113。
参考图4，所述密封装置包括密封塞驱动组件以及与各所述进液孔113对应的密封塞120，用于开启和密封所述进液孔113。本实施例中所述密封塞驱动组件为旋转气缸121，所述旋转气缸121通过轴联器122控制各所述密封塞120同时翻转移动以开闭所述进液孔113。
所述隔断装置包括堵杆驱动组件130以及插置于所述储液杯110与所述注液嘴111连通处的堵杆131，用于隔断或连通所述储液杯110与所述注液嘴111。本实施例中所述隔断装置的所述堵杆131从所述储液杯110的顶面穿过并插置于所述储液杯110与所述注液嘴111连通处，所述堵杆驱动组件130为气缸，设于所述储液杯110顶面外部的所述堵杆131的顶端。
参考图5，所述抽真空装置包括连通真空源与所述注液嘴111的阀门组件和真空汇流管140，所述阀门组件包括气塞141和气塞驱动气缸142，所述真空汇流管140设于真空源与所述注液嘴111之间，所述阀门组件控制所述真空汇流管140与各所述注液嘴111的通断。
参考图6，所述清扫装置150包括清扫阀门和惰气源，所述清扫阀门控制所述惰气源与所述储液杯的通断。
如图7所示，所述工装机构2包括装载装置21及升降装置22，用于装载并移动电芯4使之与所述注液嘴111密封对接。
如图8所示，所述注液针机构3包括注液针31、与所述注液针31连通的注液定量泵以及移动装置，所述移动装置包括升降气缸321和横移气缸322；用于驱动注液针31对各所述储液杯110注液。所述注液针31下方还设有接废液槽33。
其工作原理是：注液时，先由隔断装置将储液杯110与注液嘴111之间密封隔断，并开启抽真空装置的气塞141，使真空源对注液嘴11及电芯4抽真空，完成抽真空后，气塞141关闭，使注液嘴111与真空源之间切断；然后由注液针31伸入进液孔113对储液杯110定量注液，完成注液后移出注液针31并通过密封装置将进液孔113密封；此时打开隔断装置使储液杯110与注液嘴111连通，在真空负压下，电解液被吸入电芯4内；最后，由清扫装置150往储液杯110内充入惰性气体，使储液杯110及注液嘴111内残留的电解液清扫进入电芯4内，完成注液。
以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1.一种超级电容器自动注液机，包括手套箱，其特征在于：所述手套箱内设有注液机构、工装机构和注液针机构；
所述注液机构包括注液杯装置、密封装置、隔断装置、抽真空装置和清扫装置；所述注液杯装置包括若干并列设置的储液杯以及连通于所述储液杯底部的注液嘴，各所述储液杯顶部均设有进液孔；所述密封装置包括密封塞驱动组件以及与各所述进液孔对应的密封塞，用于开启和密封所述进液孔；所述隔断装置包括堵杆驱动组件以及插置于所述储液杯与所述注液嘴连通处的堵杆，用于隔断或连通所述储液杯与所述注液嘴；所述抽真空装置包括连通真空源与所述注液嘴的阀门组件，所述阀门组件包括气塞和气塞驱动气缸，所述阀门组件用于控制所述注液嘴与所述真空源的通断；所述清扫装置包括清扫阀门和惰气源，所述清扫阀门控制所述惰气源与所述储液杯的通断；
所述工装机构包括装载装置及升降装置，用于装载并移动电芯使之与所述注液嘴密封对接；
所述注液针机构包括注液针和移动装置，用于驱动注液针对各所述储液杯注液。
2.根据权利要求1所述的一种超级电容器自动注液机，其特征在于：所述抽真空装置还包括真空汇流管，所述真空汇流管设于真空源与所述注液嘴之间，所述阀门组件控制所述真空汇流管与各所述注液嘴的通断。
3.根据权利要求1所述的一种超级电容器自动注液机，其特征在于：所述隔断装置的所述堵杆从所述储液杯的顶面穿过并插置于所述储液杯与所述注液嘴连通处，所述堵杆驱动组件为气缸，设于所述储液杯顶面外部的所述堵杆的顶端。
4.根据权利要求1所述的一种超级电容器自动注液机，其特征在于：所述密封塞驱动组件为旋转气缸，所述旋转气缸通过轴联器控制各所述密封塞同时翻转移动以开闭所述进液孔。
5.根据权利要求1所述的一种超级电容器自动注液机，其特征在于：所述注液针机构的所述注液针与注液定量泵连通，所述移动装置包括升降气缸和横移气缸。
6.根据权利要求1所述的一种超级电容器自动注液机，其特征在于：所述注液针下方还设有接废液槽。
7.根据权利要求1所述的一种超级电容器自动注液机，其特征在于：所述手套箱内设有两组以上所述注液机构、所述工装机构及所述注液针机构。
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