CN108417771B - 一种锂电池电解液加装装置和加装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种锂电池电解液加装装置和加装方法，包括：储液池、分液池、脱气装置、注液装置、电池电芯夹紧装置，在实际使用时，分液池在真空抽气泵的作用下，从储液池中吸取锂电池电解液，在经过脱气装置除去溶液中的气体可以有效减少注液时，气泡的产生，之后在真空抽气泵的作用下，锂电池电解液进入注液装置，注液装置与电池电芯夹紧装置配合安装好后，完全处于密封状态，减少气体进入，并且通过对各个阀门和真空抽气泵的控制，在进行注液的同时，分液池从储液池吸取锂电池电解液的操作可以同时进行，不仅可以控制注液量以及减少注液时气泡产生，还提高了注液效率。

Description

一种锂电池电解液加装装置和加装方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种锂电池电解液加装装置和加装方法。

背景技术

锂离子电池是目前比能量最高的可充电电池，锂离子电池具有工作电压高、比能量大、无污染、无记忆效应和长寿命等优点，被广泛用于移动电话、数码相机和笔记本等便携式电器装置。锂离子电池电解液作为连接正负极的桥梁，在电池内部传输锂离子，起到电池“血液”的作用。锂电池电解液一般由一定量的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等组成。

注入电解液是制造圆柱形的锂离子电池的关键工序，目前公知的锂离子电池注液方式有倒吸式注液和直接注液。倒吸式注液是先将锂离子电池倒立与电池液中，抽去其中的空气，电池液在大气压的作用下，分入锂离子电池中。直接注液是通过特制的加压泵，将电解液泵入电池中。

倒吸式注液和直接注液都对注入量难以控制，注入电池液的量比较多，注液时会溢出，浪费电解液，并且把锂离子电池放入电解液池中，锂离子电池的表面容易被腐蚀，影响锂离子电池外表的美观。注入电池液的量比较少，会影响电池的性能，甚至可能造成爆炸的事故。倒吸式注液的方法在将电池内部的压力减小后，溶解在电解液内的气体的体积会急剧的膨胀而易于产生气泡，气泡破裂后部分电解液洒落在电芯托盘和真空箱壁上，造成电解液浪费和其它设备的腐蚀，为了减少这种情况的发生通常是增加注液时间，这样造成注液过程效率低下。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种锂电池电解液加装装置和加装方法，以控制注液量以及减少注液时气泡的产生，提高注液过程的效率。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种锂电池电解液加装装置，包括：储液池、分液池、脱气装置、注液装置、电池电芯夹紧装置，所述储液池、所述分液池均为密封容器，所述储液池与所述分液池通过管道相连通，所述脱气装置设置于所述分液池的底部，所述脱气装置通过管道与所述分液池通过管道相连通，所述注液装置设置于所述脱气装置的底部，所述注液装置通过管道与所述脱气装置相连通，所述电池电芯夹紧装置设置于所述注液装置的底部；

所述脱气装置包括脱气装置外壳，所述脱气装置外壳的内部设置有脱气纤维，所述脱气纤维的宽度等于所述脱气装置外壳的内部宽度，所述脱气纤维的高度小于所述脱气装置外壳的高度，所述脱气装置外壳与所述脱气纤维之间的空隙分别为顶部容纳腔和底部容纳腔，所述脱气纤维的内部贯穿设置有多条流道，所述脱气纤维的外壁连接有单向阀；

所述注液装置包括多组注液杯，多组所述注液杯内部均相连通，所述注液杯的底部设置有注液头，所述注液头呈圆柱体状，所述注液头的底部设置有注液嘴；

所述电池电芯夹紧装置包括上夹紧座和下夹紧座，所述上夹紧座的底部形状与所述下夹紧座的底部形状相匹配，所述上夹紧座的底部的多个凹槽与所述下夹紧座顶部的多个凹槽截面形状相匹配，所述上夹紧座的底部的多个凹槽与所述下夹紧座顶部的多个凹槽相连接形成多个电池电芯容置腔，所述上夹紧座的顶部设置有多个异型槽，所述异型槽的形状与所述注液嘴的形状相匹配；

所述下夹紧座的底部设置有多个抽气槽，所述抽气槽和所述电池电芯容置腔通过通孔相连通，所述电池电芯容置腔、所述注液装置、所述分液池的外部均设置有真空抽气泵，所述储液池与所述分液池之间、所述脱气装置与所述注液装置之间均设置有阀体。

可选的，所述脱气装置与所述注液装置之间设置有集液器，所述集液器通过多根管道分别与所述注液杯相连通。

可选的，所述注液头的底部呈圆锥台形，所述注液头底部设置有密封槽（421），所述密封槽内部设置有密封环。

可选的，所述注液杯的内部设置有弯管，所述弯管的一端与所述注液杯的内腔相连通，所述弯管的另一端延伸至所述注液头的底部且与底部平面相平齐。

可选的，所述弯管与所述注液头的内腔相连通的一端呈圆弧状且末端与所述注液头的底部内壁相接触。

可选的，所述注液嘴的底部镶嵌有嘴头，所述嘴头与所述注液嘴可拆卸连接。

可选的，所述储液池的内壁设置有高液位检测器、中液位检测器以及低液位监测器。

根据本公开的第二方面，提供一种锂电池电解液加装方法，包括以下步骤：

选取权利要求1-7任一所述的锂电池电解液加装装置；

打开所述储液池与所述分液池之间的所述阀体，打开所述分液池外部的所述真空抽气泵，锂电池电解液流入所述分液池中，所述分液池中的电解液达到一定量后关闭所述储液池与所述分液池之间的所述阀体和所述分液池外部的所述真空抽气泵；

由于重力的作用，锂电池电解液流入所述脱气装置；

打开所述脱气装置和所述注液装置之间的所述阀体，以及所述注液装置外部的所述真空抽气泵，锂电池电解液流入所述注液装置中；

关闭打开所述脱气装置和所述注液装置之间的所述阀体，以及所述注液装置外部的所述真空抽气泵的同时，打开所述储液池与所述分液池之间的所述阀体和所述分液池外部的所述真空抽气泵；

将所述注液装置与所述电池电芯夹紧装置对齐安装好后，打开所述电池电芯夹紧装置外部的所述真空抽气泵，完成注液。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的锂电池电解液加装装置和方法，包括：储液池、分液池、脱气装置、注液装置、电池电芯夹紧装置，所述储液池、所述分液池均为密封容器，所述储液池与所述分液池通过管道相连通，所述脱气装置设置于所述分液池的底部，所述脱气装置通过管道与所述分液池通过管道相连通，所述注液装置设置于所述脱气装置的底部，所述注液装置通过管道与所述脱气装置相连通，所述电池电芯夹紧装置设置于所述注液装置的底部。在实际使用时，分液池在真空抽气泵的作用下，从储液池中吸取锂电池电解液，在经过脱气装置除去溶液中的气体可以有效减少注液时，气泡的产生，之后在真空抽气泵的作用下，锂电池电解液进入注液装置，注液装置与电池电芯夹紧装置配合安装好后，完全处于密封状态，减少气体进入，并且通过对各个阀门和真空抽气泵的控制，在进行注液的同时，分液池从储液池吸取锂电池电解液的操作可以同时进行，不仅可以控制注液量以及减少注液时气泡产生，还提高了注液效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据一示例性实施例提供的一种锂电池电解液加装装置的整体示意图；

图2为根据一示例性实施例提供的一种锂电池电解液加装装置的局部放大示意图；

图3为根据另一示例性实施例提供的一种锂电池电解液加装装置的局部放大示意图；

图4为根据一示例性实施例提供的一种锂电池电解液加装装置的弯管的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例分行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1，本公开第一方面提供的一种锂电池电解液加装装置，其特征在于，包括：储液池1、分液池2、脱气装置3、注液装置4、电池电芯夹紧装置5，所述储液池1、所述分液池2均为密封容器，所述储液池1与所述分液池2通过管道相连通，所述脱气装置3设置于所述分液池2的底部，所述脱气装置3通过管道与所述分液池2通过管道相连通，所述注液装置4设置于所述脱气装置3的底部，所述注液装置4通过管道与所述脱气装置3相连通，所述电池电芯夹紧装置5设置于所述注液装置4的底部。

所述脱气装置3包括脱气装置外壳35，所述脱气装置外壳35的内部设置有脱气纤维33，所述脱气纤维33的宽度等于所述脱气装置外壳35的内部宽度，所述脱气纤维33的高度小于所述脱气装置外壳35的高度，所述脱气装置外壳35与所述脱气纤维33之间的空隙分别为顶部容纳腔31和底部容纳腔36，所述脱气纤维33的内部贯穿设置有多条流道32，所述脱气纤维33的外壁连接有单向阀34；脱气纤维由树脂制成，它可以是由树脂制成的中空纤维的气体透过膜。由中空纤维构成的气体透过膜为非多孔性，且具有使尺寸较小且具运动性较高的气体分子透过的性质。锂电池电解液由于重力的原因，从分液池2流入脱气装置3中，进入顶部容纳腔31后，流入多条流道32中，由于单向阀34设置为只允许气体从流道32中流出，而不允许外部的气体流入流道32中；锂电池电解液中国的气体从液体朝向气体透气膜的避免扩散，扩散的气体分子基于菲克定律集中到气体透过膜的内周面附近，气体被吸收到气体透过膜内，并在气体透过膜中移动而被排出到气体透过膜之外，从而实现脱气的目的，减少了锂电池电解液中的气体含量。

所述注液装置4包括多组注液杯41，多组所述注液杯41内部均相连通，所述注液杯41的底部设置有注液头42，所述注液头42呈圆柱体状，所述注液头42的底部设置有注液嘴43；多组注液杯41内部均相连通是为了在开启注液装置4外部的真空抽气泵6，能够对所有的注液杯41同时抽真空，使得锂电池电解液同时注满注液杯41；注液头42为中空的结构，与注液杯41相连通。

所述电池电芯夹紧装置5包括上夹紧座52和下夹紧座51，所述上夹紧座52的底部形状与所述下夹紧座51的底部形状相匹配，所述上夹紧座52的底部的多个凹槽与所述下夹紧座51顶部的多个凹槽截面形状相匹配，所述上夹紧座52的底部的多个凹槽与所述下夹紧座51顶部的多个凹槽相连接形成多个电池电芯容置腔53，所述上夹紧座52的顶部设置有多个异型槽521，所述异型槽521的形状与所述注液嘴43的形状相匹配。

所述下夹紧座51的底部设置有多个抽气槽511，所述抽气槽511和所述电池电芯容置腔53通过通孔相连通，所述电池电芯容置腔53、所述注液装置4、所述分液池2的外部均设置有真空抽气泵6，所述储液池1与所述分液池2之间、所述脱气装置3与所述注液装置4之间均设置有阀体7。

在实际使用时，分液池在真空抽气泵的作用下，从储液池中吸取锂电池电解液，在经过脱气装置除去溶液中的气体可以有效减少注液时，气泡的产生，之后在真空抽气泵的作用下，锂电池电解液进入注液装置，注液装置与电池电芯夹紧装置配合安装好后，完全处于密封状态，减少气体进入，并且通过对各个阀门和真空抽气泵的控制，在进行注液的同时，分液池从储液池吸取锂电池电解液的操作可以同时进行，这样可以将注液分为多次进行，不仅可以控制注液量以及减少注液时气泡产生，还提高了注液效率。

优选地，所述脱气装置3与所述注液装置4之间设置有集液器8，所述集液器8通过多根管道分别与所述注液杯41相连通；在集液器8与注液杯41的管道上可以设置阀门，当集液器集满后再打开阀门，使得注液杯41能够均分流下来的锂电池电解液。

优选地，所述注液头42的底部呈圆锥台形，所述注液头42底部设置有密封槽421，所述密封槽421内部设置有密封环，可以减少气体的进入。

请参阅图2和图4，优选地，所述注液杯41的内部设置有弯管422，所述弯管422的一端与所述注液杯41的内腔相连通，所述弯管422的另一端延伸至所述注液头42的底部且与底部平面相平齐；开启电池电芯夹紧装置5后，由于大气压的作用，锂电池电解液经弯管422进入注液头42，使用弯管可以进一步减少注液杯41中的气体进入锂电池电解液。

请参阅图3，优选地，所述弯管422与所述注液头41的内腔相连通的一端呈圆弧状且末端与所述注液头41的底部内壁相接触；这样设置可以使得底部少量的锂电池电解液也能够经弯管422进入注液头41中，减少电解液的浪费。

优选地，所述注液嘴43的底部镶嵌有嘴头423，所述嘴头423与所述注液嘴43可拆卸连接；注液嘴43的嘴头423经常与电池电芯表面接触，容易磨损导致密封不严，所以将嘴头423设置为可拆卸，或者嘴头423采用较耐磨的材质，可以提高注液时的密封性，减少气体的进入。

优选地，所述储液池1的内壁设置有高液位检测器11、中液位检测器12以及低液位监测器13；在各个液位处增加检测器，可以实时监控锂电池电解液的位置，防止液位过低或者无液体时，打开真空抽气泵而导致储液池的管道吸附在管壁，避免造成储液池发生倾塌的危险。

本公开的第二方面提供的一种锂电池电解液加装方法，包括以下步骤：

选取权利要求1-7任一所述的锂电池电解液加装装置；

打开所述储液池1与所述分液池2之间的所述阀体7，打开所述分液池2外部的所述真空抽气泵6，锂电池电解液流入所述分液池2中，所述分液池2中的电解液达到一定量后关闭所述储液池1与所述分液池2之间的所述阀体7和所述分液池2外部的所述真空抽气泵6；

由于重力的作用，锂电池电解液流入所述脱气装置3；

打开所述脱气装置3和所述注液装置4之间的所述阀体7，以及所述注液装置4外部的所述真空抽气泵6，锂电池电解液流入所述注液装置4中；

关闭打开所述脱气装置3和所述注液装置4之间的所述阀体7，以及所述注液装置4外部的所述真空抽气泵6的同时，打开所述储液池1与所述分液池2之间的所述阀体7和所述分液池2外部的所述真空抽气泵6；

将所述注液装置4与所述电池电芯夹紧装置5对齐安装好后，打开所述电池电芯夹紧装置5外部的所述真空抽气泵6，完成注液。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims (3)

1.一种锂电池电解液加装装置，其特征在于，包括：储液池、分液池、脱气装置、注液装置、电池电芯夹紧装置，所述储液池、所述分液池均为密封容器，所述储液池与所述分液池通过管道相连通，所述脱气装置设置于所述分液池的底部，所述脱气装置与所述分液池通过管道相连通，所述注液装置设置于所述脱气装置的底部，所述注液装置通过管道与所述脱气装置相连通，所述电池电芯夹紧装置设置于所述注液装置的底部；

所述脱气装置包括脱气装置外壳，所述脱气装置外壳的内部设置有脱气纤维，所述脱气纤维的宽度等于所述脱气装置外壳的内部宽度，所述脱气纤维的高度小于所述脱气装置外壳的高度，所述脱气装置外壳与所述脱气纤维之间的空隙分别为顶部容纳腔和底部容纳腔，所述脱气纤维的内部贯穿设置有多条流道，所述脱气纤维的外壁连接有单向阀；

所述注液装置包括多组注液杯，多组所述注液杯内部均相连通，所述注液杯的底部设置有注液头，所述注液头呈圆柱体状，所述注液头的底部设置有注液嘴；

所述电池电芯夹紧装置包括上夹紧座和下夹紧座，所述上夹紧座的底部形状与所述下夹紧座的底部形状相匹配，所述上夹紧座的底部的多个凹槽与所述下夹紧座顶部的多个凹槽截面形状相匹配，所述上夹紧座的底部的多个凹槽与所述下夹紧座顶部的多个凹槽相连接形成多个电池电芯容置腔，所述上夹紧座的顶部设置有多个异型槽，所述异型槽的形状与所述注液嘴的形状相匹配；

所述下夹紧座的底部设置有多个抽气槽，所述抽气槽和所述电池电芯容置腔通过通孔相连通，所述电池电芯容置腔、所述注液装置、所述分液池的外部均设置有真空抽气泵，所述储液池与所述分液池之间、所述脱气装置与所述注液装置之间均设置有阀体；

所述脱气装置与所述注液装置之间设置有集液器，所述集液器通过多根管道分别与所述注液杯相连通；

所述注液头的底部呈圆锥台形，所述注液头底部设置有密封槽，所述密封槽内部设置有密封环；

所述注液杯的内部设置有弯管，所述弯管的一端与所述注液杯的内腔相连通，所述弯管的另一端延伸至所述注液头的底部且与底部平面相平齐；

所述弯管与所述注液头的内腔相连通的一端呈圆弧状且末端与所述注液头的底部内壁相接触；

所述注液嘴的底部镶嵌有嘴头，所述嘴头与所述注液嘴可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池电解液加装装置，其特征在于，所述储液池的内壁设置有高液位检测器、中液位检测器以及低液位监测器。

3.一种锂电池电解液加装方法，其特征在于，包括以下步骤：

选取权利要求1-2任一所述的锂电池电解液加装装置；

打开所述储液池与所述分液池之间的所述阀体，打开所述分液池外部的所述真空抽气泵，锂电池电解液流入所述分液池中，所述分液池中的电解液达到一定量后关闭所述储液池与所述分液池之间的所述阀体和所述分液池外部的所述真空抽气泵；

由于重力的作用，锂电池电解液流入所述脱气装置；

打开所述脱气装置和所述注液装置之间的所述阀体，以及所述注液装置外部的所述真空抽气泵，锂电池电解液流入所述注液装置中；

关闭所述脱气装置和所述注液装置之间的所述阀体，以及所述注液装置外部的所述真空抽气泵的同时，打开所述储液池与所述分液池之间的所述阀体和所述分液池外部的所述真空抽气泵；

将所述注液装置与所述电池电芯夹紧装置对齐安装好后，打开所述电池电芯夹紧装置外部的所述真空抽气泵，完成注液。