CN109216646A - 一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置，包括注液箱和控制中心，所述注液箱的上方安装有内部设置有注液电池的电池盒，所述电池盒的上方安装有通过动力装置驱动压紧所述电池盒的上箱体，所述注液箱和上箱体之间通过管道贯通，所述注液箱上安装有真空管口、压力感应装置以及连接有储气灌，所述控制中心连接着压力感应装置和控制所述储气灌释放惰性气体；所述控制中心包括数据分析模块和指令反馈模块，本发明采用阶梯式负压自吸式注液的方式，有效的排出电解质中的气泡，提高电池寿命，精准注液，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池注液装置领域，具体为一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置。
背景技术
大容量动力蓄电池逐渐成为动力电源的主体，其中作为绿色蓄电池的动力锂电池，以其能量高、工作电压高、工作温度范围宽、体积小、质量轻、贮存寿命长等特点，且具有不会造成二次污染、不具有记忆效应等优点，已成为新能源储能、新能源汽车动力电源、航空航天市场应用的首选。
但锂电池生产装备仍是制约国内当前锂电池产业发展的一个重要瓶颈，如搅拌、涂布、卷绕、注液作为锂电池制造的关键工艺环节，对装备的依赖性非常高。尤其是注液方面，随着环保要求的进一步提升，迫切需要改进为无人操作。在注液工艺方面，国外注液大多运用先进的控制方法，基本实现了主要工序的全自动控制，可以批量生产，并能有效控制注液量。但是其价格昂贵，且难以适应国内的原材料及生产环境，国内装备在自动化程度、生产速度、生产电池的品质等方面存在差距。
例如，申请号为201520522829.8，专利名称为一种锂电池的注液装置的发明专利：
其锂电池的注液装置，通过定量监测器的设置，具备了精确注液定量装置，提高了锂电池的安全性和使用寿命；通过定位夹套的设计，实现了对锂电池的准确定位，提高了注液效率；通过排气切换阀设计实现了对电解液中气泡的排出，提高了安全性。
但是，现有的锂电池的注液装置存在以下缺陷：
（1）传统的锂电池注液生产时，电池盒注液孔较小，只能采用人工注液方式，进行一对一的注液加工，注液精度低、生产效率低、安全性差；
（2）在现有的注液系统中，主要采用人工注液方法，注液前排出气泡不够干净、电解液的吸收率不高、注液精度低、甚至有些设备可能出现重复注液以及浪费电解液等问题。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置，包括注液箱和控制中心，所述注液箱的上方安装有内部设置有注液电池的电池盒，所述电池盒的上方安装有通过动力装置驱动压紧所述电池盒的上箱体，所述注液箱和上箱体之间通过管道贯通，所述注液箱上安装有真空管口、压力感应装置以及连接有储气灌，所述控制中心连接着压力感应装置和控制所述储气灌释放惰性气体。
进一步地，所述控制中心包括数据分析模块和指令反馈模块，所述数据分析模块连接着所述压力感应装置，所述指令反馈模块连接着所述储气灌上设有的定量输气阀。
进一步地，所述注液箱的上方安装有注液板，所述注液板上设有若干一端连接所述注液箱另一端连接所述电池盒的输液管。
进一步地，所述注液箱内安装有被电机驱动旋转对电解质进行搅拌的搅拌装置。
进一步地，所述搅拌装置包括位于中心位置的主动搅拌轴，所述主动搅拌轴外侧呈错位的方式固定安装有若干个搅拌叶，在相邻搅拌叶之间通过次级丝网连接。
进一步地，所述上箱体的上方安装有驱动其上下运动的液压气缸。
进一步地，所述注液板两侧分别与注液箱、电池盒的接触处均设有缓冲弹性垫块，且在缓冲弹性垫块横剖面呈回字型。
进一步地，所述控制中心的具体工作方法为，压力感应装置采集压力数据，并且将采集的压力数据传输至数据分析模块进行采集数据的解析，将经过解析后的数据指令发送至指令反馈模块，并通过该模块将指令发送至储气罐上的定量输气阀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明采用负压自吸式自动注液方式，利用压差使电解液自动吸入到电池盒内部，完成自动注液。精确控制注液量，阀门的开关、负压真空度的高低、注液量的多少等，降低了劳动强度，提高了生产效率；
（2）本发明采用阶梯式注液的方式结合搅拌装置，使电解液从下层至上层的分层注入，保证电池腔中不同层次电解液所受压力逐渐增大，有利于层层排出电解液中的气泡，提高了注液精度，避免浪费和重复注液现象。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图中标号：
1-注液箱；2-注液电池；3-电池盒；4-上箱体；5-液压气缸；6-真空管口；7-储气灌；8-压力感应装置；9-控制中心；901-数据分析模块；902-指令反馈模块；10-注液板；11-输液管；12-定量输气阀；13-搅拌装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置，包括提供电池电解液的注液箱1和实现梯度注液的控制中心9，注液箱1的上方安装有内部设置有注液电池2的电池盒3，电池盒3的上方安装有通过动力装置驱动压紧电池盒3的上箱体4，上箱体4可以为电池盒3提供密闭环境。上箱体4的上方安装有驱动其上下运动的液压气缸5。注液箱1和上箱体4之间通过管道贯通，注液箱1上安装有连接着抽真空装置的真空管口6、检测注液箱1和上箱体4之间压力差的压力感应装置8以及连接有储气灌7，控制中心9连接着压力感应装置8和控制储气灌7释放惰性气体。
控制中心9包括数据分析模块901和指令反馈模块902，数据分析模块901连接着压力感应装置8，指令反馈模块902连接着储气灌7上设有的定量输气阀12。
优选的，注液箱1的上方安装有注液板10，注液板10上设有若干一端连接注液箱1另一端连接电池盒3的输液管11。通过注液板10方便整个注液装置的拆卸清洗以及方便对于故障的修理。
所述注液板10两侧分别与注液箱1、电池盒3的接触处均设有缓冲弹性垫块，且在缓冲弹性垫块横剖面呈回字型。
所述控制中心9的具体工作方法为，压力感应装置8采集压力数据，并且将采集的压力数据传输至数据分析模块901进行采集数据的解析，将经过解析后的数据指令发送至指令反馈模块902，并通过该模块将指令发送至储气罐7上的定量输气阀12。
作为优选的实施方式，对电池的电芯进行注液之前，首先通过液压气缸5使上箱体4压紧电池盒3，保证整个装置处于密闭的状态。然后通过抽真空装置将注液箱1和上箱体4内调节成负压状态。将注入注液电池2的电解质设置成不同的梯度，例如：分别注入电解质到电池总容积的20%、40%、60%、80%、100%。当控制中心9接受到由压力感应装置8传输过来的压力检测数值后，数据分析模块901对数据进行分析。通过数据分析模块901计算出每次注入相应梯度的电解质液体所需的最适的气压。指令反馈模块902控制打开储气灌7的定量输气阀12，往上箱体4中提供相应相应气压的惰性气体。由于注液箱1和上箱体4内存在压力差，在压力的作用下，电解液从注液箱1中进入上箱体4内的注液电池2中，通过几次不同梯度的注液，注液电池2注液完成。
考虑到电解质中常常存在气泡，如果电解质不经处理直接注入电池中，将影响电池使用过程中的性能和最终的寿命。所以在注液箱1内安装有被电机驱动旋转对电解质进行搅拌的搅拌装置13。
所述搅拌装置13包括位于中心位置的主动搅拌轴，所述主动搅拌轴外侧呈错位的方式固定安装有若干个搅拌叶，在相邻搅拌叶之间通过次级丝网连接。该搅拌装置13的作用在于提高液体的混合程度，在说明书附图中仅仅是提供了其中一个最简单的实施例。
本发明采用的是负压自吸式自动注液方式，即将电池盒内部吸成负压，用管路将电池盒与电解液连接，使电池盒内部与电解液所在空间之间形成压差，利用该压差使电解液自动吸入到电池盒内部，完成自动注液。只不过此处的注液采用分布分量的阶梯式的注液方式。
采用阶梯式的注液方式能实现电解液从下层至上层的分层注入，保证电池腔中不同层次电解液所受压力逐渐增大，有利于层层排出电解液中的气泡，提高电池的使用寿命。近几年阶梯式浇注也被广泛应用于高大铸件的生产上。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置，其特征在于：包括注液箱(1)和控制中心(9)，所述注液箱(1)的上方安装有内部设置注液电池(2)的电池盒(3)，所述电池盒(3)的上方安装有通过动力装置驱动压紧所述电池盒(3)的上箱体(4)，所述注液箱(1)和上箱体(4)之间通过管道贯通，所述注液箱(1)上安装有真空管口(6)、压力感应装置(8)以及连接有储气灌(7)，所述控制中心(9)连接着压力感应装置(8)，且控制所述储气灌(7)释放惰性气体。
2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置，其特征在于：所述控制中心(9)包括数据分析模块(901)和指令反馈模块(902)，所述数据分析模块(901)连接着所述压力感应装置(8)，所述指令反馈模块(902)连接着所述储气灌(7)上设有的定量输气阀(12)。
3.根据权利要求1所述的一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置，其特征在于：所述注液箱(1)的上方安装有注液板(10)，所述注液板(10)上设有若干一端连接所述注液箱(1)另一端连接所述电池盒(3)的输液管(11)。
4.根据权利要求1所述的一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置，其特征在于：所述注液箱(1)内安装有被电机驱动旋转对电解质进行搅拌的搅拌装置(13)。
5.根据权利要求4所述的一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置，其特征在于：所述搅拌装置(13)包括位于中心位置的主动搅拌轴，所述主动搅拌轴外侧呈错位的方式固定安装有若干个搅拌叶，在相邻搅拌叶之间通过次级丝网连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置，其特征在于：所述上箱体(4)的上方安装有驱动其上下运动的液压气缸(5)。
7.根据权利要求3所述的一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置，其特征在于：所述注液板(10)两侧分别与注液箱(1)、电池盒(3)的接触处均设有缓冲弹性垫块，且在缓冲弹性垫块横剖面呈回字型。
8.根据权利要求2所述的一种用于锂电池电芯的阶梯式注液装置，其特征在于：所述控制中心(9)的具体工作方法为，压力感应装置(8)采集压力数据，并且将采集的压力数据传输至数据分析模块(901)进行采集数据的解析，将经过解析后的数据指令发送至指令反馈模块(902)，并通过该模块将指令发送至储气罐(7)上的定量输气阀(12)。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109904382A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-06-18 | 桂林鹏威新能源科技有限公司 | 一种锂电池生产用注液装置 |
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2018
- 2018-11-01 CN CN201811295497.9A patent/CN109216646A/zh active Pending
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