CN108242527B - 锂电池真空注液系统 - Google Patents

Abstract

区别于现有技术，本发明实施例提供一种锂电池真空注液系统，包括真空注液装置，该真空注液装置包括真空腔、夹具箱，真空腔还包括开口装置及注液装置，其中，开口装置包括抵触架及扩张架，扩张架包括一对扩张板，抵触架包括一对抵触板，抵触板在外力作用下驱动扩张板向相互远离的方向运动，扩张板上设置有吸盘，用于抓取电池封膜，通过抵触板运动驱动扩张板运动，在扩张板上设置吸盘抓取电池封膜，扩张板运动时带动电池封膜运动并张开，结构简单，容易实现扩张板的同步运动，大大提高了开口效率和电池注液效率。

Description

锂电池真空注液系统

技术领域

本发明涉及一种锂电池真空注液系统，尤其涉及软包锂电池真空注液系统。

背景技术

锂电池是目前广泛应用的电池，特别是今年来发展的软包锂电池，以其更轻、更薄、循环寿命长、安全性能好、 能量密度高、放电平台稳定、功率性能出色、环保无污染等优势，广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动工具、电 动玩具、太阳能光伏发电系统、风力发电系统、移动通讯基站、大型服务器备用UPS电源、应急照明、便携移动电源及矿山安全设备 等多种领域。

软包锂电池在生产中需要将电解液注入到电芯中的，为了更好的实现电解液的注入，人们已经开发出锂电池真空注液系统，用于软包锂电池电解液的注入，由于在注入过程中需要维持电芯呈开口状态，并注入电解液，使得目前的锂电池真空注液系统中的真空注液装置结构复杂，注液速度慢，效率低下。

发明内容

因此，有必要提供一种锂电池真空注液系统以解决上述技术问题。

一种锂电池真空注液系统，包括真空注液装置，所述的真空注液装置包括真空腔、夹具箱，所述的真空腔可活动的向夹具箱运动，并与所述的夹具箱形成密闭的容置空间，所述的真空腔还包括开口装置及注液装置，所述的开口装置包括抵触架及扩张架，所述的扩张架包括一对扩张板，所述的抵触架包括一对抵触板，所述的抵触板与所述的扩张板对应设置，并在外力作用下驱动所述的扩张板向相互远离的方向运动，所述的扩张板上还设置有吸盘，用于抓取电池封膜，所述的注液装置包括注液针，用于伸入容置空间向电池内注液。

进一步的，所述的一对抵触板包括第一抵触板及第二抵触板，所述的第一抵触板与第二抵触板倾斜于竖直方向，所述的第一抵触板及第二抵触板分别包括第一端及第二端，所述的第一抵触板第一端与第二抵触板第一端向相互远离的方向伸出，所述的扩张板包括第一扩张板及第二扩张板，所述的第一抵触板抵触第一扩张板，所述第二抵触板抵触第二扩张板，所述的第一抵触板倾斜于第一扩张板，所述的第二抵触板倾斜于第二扩张板。

进一步的，所述的第一抵触板与竖直方向具有第一夹角，所述的第二抵触板与竖直方向具有第二夹角，所述的第一夹角与第二夹角相等，所述的第一夹角与第二夹角为30°-60°。

进一步的，所述的第一抵触板与第一扩张板之间还设置有减阻装置，所述的第二抵触板与第二扩张板之间也设置有减阻装置，所述的减阻装置包括抵触滚轮。

进一步的，所述的第一扩张板与第二扩张板之间还设置有第一弹性元件，并预设所述第一弹性元件有一将所述的第一扩张板与第二扩张板向相互靠近方向运动的张力。

进一步的，所述的真空腔上设置有多个开口装置，所述的多个开口装置之间还设置有第一联动装置。

进一步的，所述的夹具箱内设置有夹板及摇摆装置，所述的夹板设置在摇摆装置上，所述的摇摆装置包括摆轴。

进一步的，所述的锂电池真空注液系统还包括封口装置，所述的封口装置包括固定架及设置在固定架上的一对夹持板，所述的一对夹持板可活动的向相互靠近的方向运动。

进一步的，所述的固定架上还设置有驱动组件,所述的驱动组件包括第三驱动装置、活动架及压杆，所述的第三驱动装置与所述的活动架连接，所述的压杆枢接在固定架上，且所述的压杆包括与活动架枢接的一端及抵触夹持板的另一端。

进一步的，所述的一对夹持板之间还设置有第二弹性元件，并预设该第二弹性元件有一将所述夹持板向相互远离的方向运动的张力。

有益效果：区别于现有技术，本发明实施例提供一种锂电池真空注液系统，包括真空注液装置，该真空注液装置包括真空腔、夹具箱，真空腔还包括开口装置及注液装置，其中，开口装置包括抵触架及扩张架，扩张架包括一对扩张板，抵触架包括一对抵触板，抵触板在外力作用下驱动扩张板向相互远离的方向运动，扩张板上设置有吸盘，用于抓取电池封膜，通过抵触板运动驱动扩张板运动，在扩张板上设置吸盘抓取电池封膜，扩张板运动时带动电池封膜运动并张开，结构简单，容易实现扩张板的同步运动，大大提高了开口效率和电池注液效率。

附图说明

图1 本发明实施例提供的锂电池真空注液系统中真空注液装置示意图

图2 为图1中的真空腔下视图

图3 为图1中的夹具箱上视图

图4 为图1中真空注液装置中的开口装置立体示意图

图5 为图4的开口装置右视图

图6 为本发明实施例提供的锂电池真空注液系统中封口装置示意图

电池	10
		第一封膜	101
第二封膜	102
		真空腔	11
腔体	110
		顶板	111
夹具箱	12
		箱体	120
夹板	121
		摆轴	122
开口装置	20
		第一驱动装置	21
第一连接板	22
		第一导筒	23
第一导柱	24
		扩张架	25
第一扩张板	251
		第二扩张板	252
抵触架	26
		第一抵触板	261
第二抵触板	262
		抵触滚轮	27
第一弹性元件	28
		吸盘	29
注液针	30
		第二驱动装置	31
第二连接板	32
		第二导筒	33
第二导柱	34
		真空装置	41
封口装置	50
		夹持板	500
加热元件	501
		温度传感器	502
第三驱动装置	51
		第三连接板	52
第三导筒	53
		第三导柱	54
活动架	55
		固定架	56
压杆	57
		压头	570
抵推滚轮	571
		第二弹性元件	58

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不代表任何顺序、数量或者机械的连接，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象绝对位置改变后，则该先对位置关系也相应的改变。

请参考图1-图6，本发明实施例提供一种锂电池真空注液系统，用于对锂电池进行真空注液，所述的锂电池通常为软包锂电池，在下述描述中电池10指软包锂电池，所述的注液是指向电池10内注入电解液，所述的锂电池真空注液系统，包括真空注液装置，可以理解的，在真空注液装置的上游还可以设置有上料装置、称重装置、电解液供给装置，在真空注液装置的下游还可以设置有封口装置50、分拣装置等，当然在真空注液装置的下游还可以设置有成品称重装置。

所述的真空注液装置，包括真空腔11及夹具箱12，所述的真空腔11可活动的向夹具箱12运动，并与所述的夹具箱12形成密闭的容置空间，通常在所述的真空腔11上设置有真空装置41，用于使得容置空间内形成真空状态或维持真空状态，从而对位于容置空间内的电池10进行注液，所述的真空装置41包括管道及与管道连接的真空泵，可以理解的，所述的真空腔11腔体110上设置有抽气孔用于与管道连接。另外，所述的真空装置41也可以是其他真空设备，在此不再赘述。

所述的真空腔11包括腔体110及顶板111，所述的真空腔11包括第一开口，所述的第一开口与所述的顶板111相背设置，所述的第一开口朝下，所述的夹具箱12包括第二开口，所述的第二开口朝上，所述的真空腔11可活动的向夹具箱12方向运动，并使得所述的第一开口与第二开口重合，从而使得真空腔11与夹具箱12形成密闭的容置空间，可以理解的，所述的真空注液装置还可以包括动力装置（未图示），用于驱动所述的真空腔11活动的向夹具箱12方向运动，所述的动力装置可以为气缸、液压缸、电缸、直线电机、电磁铁等。

所述的真空腔11包括开口装置20，用于打开电池封膜及将封膜维持开口状态，从而便于注液装置伸入到电池10内对电池10进行注液。请一并参考图4及图5，所述的开口装置20包括抵触架26及扩张架25，所述的扩张架25包括一对扩张板，所述的抵触架26包括一对抵触板，所述的抵触板与所述的扩张板对应设置，并在外力作用下驱动所述的扩张板向相互远离的方向运动，所述的扩张板上还设置有吸盘29，用于抓取电池封膜，即当吸盘29抓取电池封膜时，所述的扩张板向相互远离的方向运动时，吸盘29带动封膜运动，使得封膜打开，从而便于注液装置伸入到电池10内对电池10注液。

所述的一对抵触板包括第一抵触板261及第二抵触板262，所述的第一抵触板261与第二抵触板262倾斜于竖直方向，所述的第一抵触板261及第二抵触板262分别包括第一端及第二端，所述的第一抵触板261第一端与第二抵触板262第一端向相互远离的方向伸出，在本实施例中，所述的第一抵触板261第二端与第二抵触板262第二端相连接，当然，所述的第一抵触板261第二端与第二抵触板262第二端也可以设置成分离状态，所述的扩张板包括第一扩张板251及第二扩张板252，所述的第一抵触板261抵触第一扩张板251，所述第二抵触板262抵触第二扩张板252，所述的第一抵触板261倾斜于第一扩张板251，所述的第二抵触板262倾斜于第二扩张板252，使得当第一抵触板261沿竖直方向运动时，所述的第一扩张板251沿水平方向运动，同样的，所述的第二抵触板262沿竖直方向运动时，所述的第二扩张板252沿水平方向运动，从而使得所述的第一扩张板251与第二扩张板252向相互远离的方向运动。

进一步的，所述的第一抵触板261与竖直方向具有第一夹角，所述的第二抵触板262与竖直方向具有第二夹角，所述的第一夹角与第二夹角相等。优选的，所述的第一夹角与第二夹角为30°-60°，更优选的为45°。

进一步的，所述的第一抵触板261及第二抵触板262平行于竖直方向设置。

进一步的，所述的扩张板包括至少两个扩张子板，所述的扩张子板沿扩张板长度方向排列，用于一次可以对至少两个电池10进行开口，如在本实施例中，所述的每一扩张板包括两个扩张子板，所述的两个扩张子板设置在扩张板的两端，从而使得一次可以对两个电池10进行开口。

进一步的，所述的第一抵触板261与第一扩张板251之间还设置有减阻装置，以使得所述的第一抵触板261容易的与第一扩张板251产生相对位移，所述的减阻装置包括抵触滚轮27，在本实施例中，所述的抵触滚轮27枢接在第一扩张板251上，抵触滚轮27周面抵触所述的第一抵触板261，当第一抵触板261运动时，第一扩张板251与第一抵触板261之间通过抵触滚轮27转动，从而使得第一扩张板251容易的运动，同样的第二抵触板262与第二扩张板252之间也可以同样设置有减阻装置，在此不再赘述。

所述的第一扩张板251及第二扩张板252上设置有吸盘29，用于抓取电池封膜，具体的，所述的第一扩张板251上设置有第一吸盘29，所述的第二扩张板252上设置有第二吸盘29，第一吸盘29与第二吸盘29吸取口相对设置，所述的电池10包括第一封膜101及第二封膜102，所述的第一吸盘29用于抓取第一封膜101，所述的第二吸盘29用于抓取第二封膜102，当第一扩张板251与第二扩张板252向相互远离的方向运动时，第一封膜101与第二封膜102向相互远离的方向运动，从而使得第一封膜101与第二封膜102分开并形成一足够大的开口，便于注液装置伸入到电池10内对电池10注液。

进一步的，所述的第一扩张板251与第二扩张板252之间还设置有第一弹性元件28，并预设所述第一弹性元件28一将所述的第一扩张板251与第二扩张板252向相互靠近方向运动的张力，便于第一扩张板251与第二扩张板252回复到预定位置，使得第一吸盘29及第二吸盘29靠近第一封膜101及第二封膜102，以抓取第一封膜101及第二封膜102后对电池10开口。

在本实施例中，所述的第一弹性元件28为螺旋弹簧，且所述第一弹性元件28两端分别与第一扩张板251与第二扩张板252连接。

进一步的，所述的顶板111上还设置有第一驱动装置21用于驱动所述的抵触架26运动，在本实施例中，所述的第一驱动装置21为第一伸缩装置，所述的第一伸缩装置包括活动端，所述的抵触架26与所述的第一伸缩装置活动端连接，当所述第一伸缩装置活动端运动时，所述的抵触架26运动。

进一步的，所述的第一驱动装置21与抵触架26之间还设置有第一导向装置，以使得所述的抵触架26沿第一导向装置限定的方向运动，在本实施例中，所述的限定的方向为竖直方向，所述的第一导向装置包括第一导筒23及第一导柱24，所述第一导柱24包括长度方向，所述的长度方向平行于竖直方向，所述的第一导柱24与所述第一导筒23相匹配，所述的第一导柱24穿设在第一导筒23内，所述第一导柱24一端与第一伸缩装置活动端连接，另一端与抵触架26连接，当所述第一伸缩装置活动端运动时，带动所述的第一导柱24沿第一导柱24长度方向运动，并使得所述的抵触架26沿第一导柱24长度方向运动。

进一步的，所述的真空腔11上设置有多个开口装置20，所述的多个开口装置20之间还设置有第一联动装置，用于使得多个开口装置20同步打开电池封膜，所述的第一联动装置包括第一连接板22，所述的第一连接板22与多组开口装置20的第一导柱24连接，从而使得第一驱动装置21驱动所述的第一导柱24运动时，所述的各第一导柱24同步运动。如在本实施例中，所述的真空腔11上设置有3个开口装置20，所述的3个开口装置20的第一导柱24通过第一连接板22连接，从而使得同组的3个开口装置20的抵触架26及扩张架25同步运动。

所述的真空腔11上还设置有注液装置，所述的注液装置包括注液针30，用于通过注液针30向开口的电池10内注入电解液，所述的注液针30穿设在顶板111上，并可活动的伸入到电池10内，第二驱动装置31设置在顶板111上，与所述的注液针30连接，用于驱动所述的注液针30向容置空间内运动，从而伸入到电池10内，为电池10注入电解液。

进一步的，为了使得所述的注液针30沿预定的方向运动，所述的注液装置还包括第二导向装置，所述的第二导向装置包括第二导筒33及第二导柱34，所述第二导柱34包括长度方向，所述的长度方向平行于竖直方向，所述的第二导柱34与所述第二导筒33相匹配，所述的第二导柱34穿设在第二导筒33内，所述第二导柱34一端与第二驱动装置31连接，另一端与注液针30连接，当所述第二驱动装置31运动时，带动所述的第二导柱34沿第二导柱34长度方向运动，并使得所述的注液针30沿第二导柱34长度方向运动。

进一步的，当所述的真空腔11上设置有多组开口装置20时，所述的真空腔11上设置有与开口装置20数量匹配的注液针30。

进一步的，所述的多组注液针30之间还设置有第二联动装置，用于使得多组注液针30同步运动，从而同步对容置空间内的多个开口的电池10进行注液，所述的第二联动装置包括第二连接板32。

所述的夹具箱12设置在夹具箱12下方，所述的夹具箱12包括箱体120及设置在箱体120内的多对夹板121，用于夹持电池10，可以理解的，所述夹板121的位置、数量与开口装置20的位置、数量对应，以使得每一对夹板121夹持一个电池10，以供对应的开口装置20打开电池封膜。

进一步的，所述的夹具箱12还包括摇摆装置，所述的夹板121设置在摇摆装置上，用于在注液装置对电池10注液过程，摇动电池10，一方面防止注液过程中产生气泡，另一方面加快电解液的注入。所述的摇摆装置包括摆轴122，所述的摆轴122贯通所述的夹具箱12宽度方向，当所述的摆轴122在动力装置的驱动下往复摆动时，带动所述的夹板121摆动，从而使得被夹板121夹持的电池10摇摆。

进一步的，所述的锂电池10真空注液系统还包括设置在真空注液装置下游方向的封口装置50，用于对经过注液的电池10进行封口，所述的封口是指将第一封膜101及第二封膜102连接成一个整体从而封闭电池10的开口。

请一并参考图6，所述的封口装置50包括固定架56及设置在固定架56上的一对夹持板500，所述的一对夹持板500可活动的向相互靠近的方向运动，当所述的电池10第一封膜101与第二封膜102设置在该一对夹持板500之间，所述的一对夹持板500向相互靠近的方向运动时，所述的夹持板500对第一封膜101及第二封膜102施加压力，使得第一封膜101与第二封膜102形成一个整体，完成封口。

进一步的，所述的夹持板500上还设置有加热元件501，用于对夹持板500加热，以使得第一封膜101及第二封膜102热融并结合，所述的加热元件501包括电热丝。

进一步的，所述的夹持板500上还设置有温度传感器502，用于监测夹持板500的温度，防止夹持板500温度过高，导致第一封膜101、第二封膜102损坏。在本实施例中，所述的温度传感器502为热电偶，当然其他类型的温度传感器502也是可行的。

所述的固定架56上还设置有驱动组件用于驱动所述的夹持板500向相互靠近的方向运动，所述的驱动组件包括第三驱动装置51、活动架55及压杆57，所述的第三驱动装置51与所述的活动架55连接，并可以驱动所述的活动架55运动，在本实施例中，所述的活动架55沿竖直方向上下运动，所述的压杆57枢接在固定架56上，且所述的压杆57包括与活动架55枢接的一端及抵触夹持板500的另一端，所述的抵触夹持板500的另一端被称为压头570，可以理解的，当所述的活动架55运动时，带动压杆57与活动架55连接的一端运动，并使得压头570同步运动，从而抵推夹持板500运动，可以理解的，所述的压杆57有一对，且该一对压杆57与一对夹持板500对应设置，用于分别抵推相应的夹持板500运动。

进一步的，所述的压头570为圆弧面，以使得压头570更好的抵推夹持板500运动。

进一步的，所述的压头570还设置有抵推滚轮571，所述的抵推滚轮571抵触所述的夹持板500，当所述的压杆57运动时，所述的抵推滚轮571抵推所述的夹持板500运动。

进一步的，所述的一对夹持板500之间还设置有第二弹性元件58，并预设该第二弹性元件58一将所述夹持板500向相互远离的方向运动的张力，用于使得所述的一对夹持板500回复到分离状态，便于再次在一对夹持板500之间设置电池封膜，从而便于再次对电池10进行封口。

所述的第二弹性元件58为螺旋弹簧，当然其他弹性元件，如扭簧、弹性丝、气囊也是可行的，所述的螺旋弹簧两端分别与两夹持板500分别连接，另外所述的第二弹性元件58也可以设置在夹持板500与固定架56之间。

进一步的，所述的封口装置50还包括第三导向装置，所述的第三导向装置包括第三导筒53及第三导柱54，所述第三导柱54包括长度方向，所述的长度方向平行于竖直方向，所述的第三导柱54与所述第三导筒53相匹配，所述的第三导柱54穿设在第三导筒53内，所述第三导柱54一端与第三驱动装置51连接，另一端与活动架55连接，当所述第三驱动装置51运动时，带动所述的第三导柱54沿第三导柱54长度方向运动，并使得所述的活动架55沿第三导柱54长度方向运动。

进一步的，所述的第三导向装置有多个，且多个第三导向装置之间还设置有第三联动装置，所述的第三联动装置包括第三连接板52。

可以理解的，所述的第一驱动装置21、第二驱动装置31及第三驱动装置51可以为气缸、液压缸、电缸、电磁铁、直线电机等。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种锂电池真空注液系统，包括真空注液装置，其特征在于，所述的真空注液装置包括真空腔、夹具箱，所述的真空腔可活动的向夹具箱运动，并与所述的夹具箱形成密闭的容置空间，所述的真空腔还包括开口装置及注液装置，所述的开口装置包括抵触架及扩张架，所述的扩张架包括一对扩张板，所述的抵触架包括一对抵触板，所述的抵触板与所述的扩张板对应设置，并在外力作用下驱动所述的扩张板向相互远离的方向运动，所述的扩张板上还设置有吸盘，用于抓取电池封膜，所述的注液装置包括注液针，用于伸入容置空间向电池内注液，所述的一对抵触板包括第一抵触板及第二抵触板，所述的第一抵触板与第二抵触板倾斜于竖直方向，所述的第一抵触板及第二抵触板分别包括第一端及第二端，所述的第一抵触板第一端与第二抵触板第一端向相互远离的方向伸出，所述的扩张板包括第一扩张板及第二扩张板，所述的第一抵触板抵触第一扩张板，所述第二抵触板抵触第二扩张板，所述的第一抵触板倾斜于第一扩张板，所述的第二抵触板倾斜于第二扩张板，所述的扩张板包括至少两个扩张子板，所述的扩张子板沿扩张板长度方向排列，用于一次可以对至少两个电池进行开口，所述的两个扩张子板设置在扩张板的两端，所述的注液针穿设在真空腔的顶板上，并可活动的伸入到电池内，所述的夹具箱内设置有用于夹持电池的夹板及摇摆装置，所述的夹板设置在摇摆装置上，用于在注液过程，摇动电池，所述的摇摆装置包括摆轴，所述的摆轴贯通夹具箱宽度方向，当所述的摆轴在动力装置的驱动下往复摆动时，带动所述的夹板摆动，使得被夹板夹持的电池摇摆。

2.如权利要求1所述的锂电池真空注液系统，其特征在于，所述的第一抵触板与竖直方向具有第一夹角，所述的第二抵触板与竖直方向具有第二夹角，所述的第一夹角与第二夹角相等，所述的第一夹角与第二夹角为30°-60°。

3.如权利要求2所述的锂电池真空注液系统，其特征在于，所述的第一抵触板与第一扩张板之间还设置有减阻装置，所述的第二抵触板与第二扩张板之间也设置有减阻装置，所述的减阻装置包括抵触滚轮。

4.如权利要求2所述的锂电池真空注液系统，其特征在于，所述的第一扩张板与第二扩张板之间还设置有第一弹性元件，并预设所述第一弹性元件有一将所述的第一扩张板与第二扩张板向相互靠近方向运动的张力。

5.如权利要求1所述的锂电池真空注液系统，其特征在于，所述的真空腔上设置有多个开口装置，所述的多个开口装置之间还设置有第一联动装置。

6.如权利要求1所述的锂电池真空注液系统，其特征在于，所述的锂电池真空注液系统还包括封口装置，所述的封口装置包括固定架及设置在固定架上的一对夹持板，所述的一对夹持板可活动的向相互靠近的方向运动。

7.如权利要求6所述的锂电池真空注液系统，其特征在于，所述的固定架上还设置有驱动组件,所述的驱动组件包括第三驱动装置、活动架及压杆，所述的第三驱动装置与所述的活动架连接，所述的压杆枢接在固定架上，且所述的压杆包括与活动架枢接的一端及抵触夹持板的另一端。

8.如权利要求7所述的锂电池真空注液系统，其特征在于，所述的一对夹持板之间还设置有第二弹性元件，并预设该第二弹性元件有一将所述夹持板向相互远离的方向运动的张力。

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