CN112271417A - 一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置及制造方法，其结构包括电池壳体、注液孔、模托、储液罐和出液孔，该储液罐可拆式安装在电池壳体顶部，两者再共同定位装载在模托的定位槽内，然后通过储液罐和定位槽之间的锁定组件进行连接而形成出液孔和注液孔的密封连通，则储液腔内的电解液受外界压力加压就能依次经出液孔、注液孔一次性注入电池壳体内，故注入时间更短、注入效率更高、产品品质也更好。而且，外界压力是将整个电池壳体始终处于内、外等压的环境内，故在电解液的注入过程中还能采用更大压力；另外，只需在模托上设计更多定位槽，就能一次性同时完成很多个电池壳体的电解液注入，生产效率也更高。

Description

一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置及制造方法

技术领域

本发明涉及一种锂电池注液装置，具体是指一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置及制造方法。

背景技术

随着锂电池在新能源领域的广泛应用，制造锂电池的生产技术却已经越来越难以跟上锂电池的发展速度，特别是锂电池的注电解液工序一直属于锂电池制造的瓶颈。传统的电解液注入方式都是将若干个电池壳体密封在一个封闭罩内，然后对单个电池壳体顶部的注液孔注入电解液，再通过对整个封闭罩进行抽真空和加压交替循环，该处电解液就会慢慢经注液孔吸收至电池壳体内。这样的注入方式存在极大的缺陷：一、由于注液孔的孔径较小，设备无法一次完成足量电解液的注入，而是需要持续分阶段的加注和缓慢吸收；二、抽真空和加压形成的外界压力集中于注液孔，使得电池壳体顶部能够承受的压力有限，导致加压压力也受到极大限制，也就是无法采用过高压力进行电解液的加压注入。三、封闭罩内的电池壳体数量容易受到封闭罩的容积限制和压力限制，既无法进一步提高生产效率，又无法提高封闭罩内的加压压力，并且对于封闭罩结构的密封要求也较高。显然，这样的制造方法不但会导致电解液的注入时间较长、效率低下，而且还极大影响了产品的品质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供了能缩短电解液注入时间、提升注入效率、减少加压压力的限制、能够大批量一次性进行高压注入电解液和较好保证产品品质的一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置及制造方法。

本发明的技术问题通过以下技术方案实现：

一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置，包括模托、模托上的电池壳体和储液罐，该电池壳体顶部设有注液孔，该储液罐内设有定量储存电解液的储液腔，储液罐底部设有连通储液腔的出液孔，所述的储液罐可拆式安装在电池壳体顶部，且储液罐和电池壳体又共同定位装载在模托的定位槽内，在储液罐与定位槽之间设有可拆式连接的锁定组件，并受锁定组件的连接而形成出液孔和注液孔的密封连通，该储液腔内的电解液受外界压力加压依次经出液孔、注液孔一次性注入电池壳体内。

所述的定位槽包括内凹形成于模托顶面的嵌槽，该嵌槽两侧分别设有平行向上延伸且相对设置的挡板；所述的电池壳体底部定位装载在嵌槽内，电池壳体顶部和储液罐共同定位装载在两个挡板之间。

所述的储液罐顶部外围设有围边，该围边与挡板顶部之间设有可拆式连接的锁定组件。

所述的锁定组件包括分别设置在围边底面与挡板顶面之间的下块和上块，该下块和上块之间形成可拆式的磁性吸附连接。

所述的储液罐底面设有向下延伸的出液管，所述的出液孔设置在出液管内并连通储液腔。

所述的出液管外设有套装安装的密封件，该密封件厚度大于出液管高度，所述的出液孔和注液孔连通，该密封件分别挤压在储液罐底面与电池壳体顶面之间而形成接触密封。

所述的储液罐顶部设有敞开的、连通储液腔的进液口。

所述的电池壳体、储液罐和定位槽均为方型；所述的围边为一体设置在方型储液罐顶部的圆周外围，或设有两个独立的围边，该两个围边分别相对设置在方型储液罐顶部的两边。

所述的定位槽并排多个设置在模托上，每个定位槽内均定位装载有一组的电池壳体和储液罐。

一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置制造方法，其特征在于该制造方法包括如下步骤：

步骤一、将若干个电池壳体与模托上的若干个定位槽进行一一对应，并使每个电池壳体底部均定位装载在定位槽内；

步骤二、将若干个储液罐与模托上的若干个定位槽进行一一对应，并使每个储液罐均定位装载在定位槽内，每个定位槽内均设有共同定位装载的电池壳体和储液罐，通过锁定组件可拆式连接储液罐与定位槽，并利用锁定组件的连接使出液孔和注液孔通过密封件形成密封连通；

步骤三、将模托上若干个经过步骤一、步骤二后组装成一体的电池壳体和储液罐一起输送至注液机中，并由注液机经每个储液罐顶部的进液口向储液腔内注入定量的电解液；

步骤四、将经过步骤三的模托、电池壳体和储液罐一起输送至高压吸液床，并通过高压吸液床的抽真空、加压、泄压方式，使储液腔内定量储存的电解液依次经密封连通的出液孔和注液孔一次性注入电池壳体内，直至每个储液腔内储存的电解液完全注空；

步骤五、将经过步骤四的模托、电池壳体和储液罐一起输送至脱载机中脱卸掉所有注空的储液罐；

步骤六、将经过步骤五留下的所有电池壳体输送至封口机中密封注液孔，以使电解液封闭在电池壳体内，从而完成每个电池壳体内一次性注入电解液的制造过程。

与现有技术相比，本发明主要是在电池壳体顶部设有可拆式安装的储液罐，该储液罐和电池壳体又共同定位装载在模托的定位槽内，在储液罐与定位槽之间还设有可拆式连接的锁定组件，并受锁定组件的连接而形成出液孔和注液孔的密封连通；因此，当对组装一体的电池壳体、储液罐和模托进行抽真空和加压时，该储液腔内的电解液就会受外界压力加压依次经出液孔、注液孔而一次性注入电池壳体内。在上述加压过程中，外界压力没有集中于电池壳体顶部的注液孔，而是将整个电池壳体始终处于内、外等压的环境内，故加压压力就不会受到限制，并在电解液的注入过程中能够采用更大的压力；同时，由于电池壳体内的电解液是采用了储液腔连通注液孔而进行的定量一次性注入，这种方式不但极大缩短电解液的注入时间、提升注入效率，而且还能更好保证产品的品质；另外，采用这种结构的锂电池注液装置在制造过程中就无需依赖传统的封闭罩加压注入电解液模式，也就是不受封闭罩的容积限制和压力限制，只需在模托上设计更多的定位槽，就能一次性同时完成很多个电池壳体的电解液注入，从而进一步提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的剖视结构示意图。

图2为图1的外形结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为模托的外形结构示意图（局部剖视）。

图5为储液罐的剖视结构示意图。

图6为图5的A—A剖视图。

图7为电池壳体的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面将按上述附图对本发明实施例再作详细说明。

如图1~图7所示，1.电池壳体、11.注液孔、2.模托、21.定位槽、211.嵌槽、212.挡板、22.凹槽、3.储液罐、31.围边、32.储液腔、33.出液孔、34.出液管、35.进液口、4.锁定组件、41.下块、42.上块、5.密封件。

一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置及制造方法，如图1～图3所示，主要涉及一种方型锂电池的电解液注入结构以及该锂电池注液装置的制造方法。

其中，锂电池注液装置的结构主要包括一个如图7所示呈方型的电池壳体1，该电池壳体内部中空，顶部设有注液孔11可向电池壳体内注入电解液。

所述的电池壳体1顶部设有可拆式安装的储液罐3，该储液罐与电池壳体1共同定位装载在模托2的定位槽21内；因此，电池壳体1、储液罐3和定位槽21将全部设计成形状吻合的方型。

三者之间的具体组装结构为：模托2上的定位槽21包括如图4所示内凹形成于模托2顶面的嵌槽211，该嵌槽两侧分别设有平行向上延伸且相对设置的挡板212，故电池壳体1底部先竖直定位装载在嵌槽211内，电池壳体1顶部和储液罐3再共同定位装载在两个挡板212之间。

并且，两个挡板212之间留出的间隙也可以方便机械手快速得将储液罐3和电池壳体1从定位槽21内取出。

同时，在储液罐3与定位槽21之间设有可拆式连接的锁定组件4，实际上是先在储液罐3顶部外围设有围边31，再在该围边与挡板212顶部之间设有可拆式连接的锁定组件4。

而且，围边31既可一体设置在方型储液罐3顶部的圆周外围，也可设置成两个独立的围边31，该两个围边分别相对设置在方型储液罐3顶部的两边，也就是两个方型短边。

然后，挡板212顶面需留出供围边31嵌装的凹槽22，以方便围边31的吻合嵌装，从而保证安装到位后的储液罐3顶面平齐。

所述的锁定组件4包括分别设置在围边31底面与挡板212顶面之间的下块41和上块42，并通过下块41和上块42形成了可拆式的磁性吸附连接；因此，下块41和上块42就能分别选用下磁块和上磁块，或下磁块和上铁块，或上铁块和下磁块等形成相互磁性吸附的材质。

当然，这种可拆式设计的锁定组件4也不仅仅局限于磁性吸附的可拆式连接，常见的其它可拆式结构也能应用，只是从电池产品的体积、结构设计和操作便捷性来看，采用磁性吸附连接的锁定组件使用更加方便，而且也更能适用于电池自动化制造工序的衔接和应用。

所述的储液罐3内设有如图5、图6所示定量储存电解液的储液腔32，储液罐顶部设有敞开的、连通储液腔的进液口35，储液罐3底面设有向下延伸的出液管34，该出液管内设有连通储液腔32的出液孔33。

所述的出液管34外设有套装安装的密封件5，该密封件为环状密封件，厚度需大于出液管34高度；这样，当储液罐3与电池壳体1共同定位装载在模托2的定位槽21内，就会受到锁定组件4的连接而形成出液孔33和注液孔11的对中，此时密封件5就会分别挤压在储液罐3底面与电池壳体1顶面之间而形成接触密封，也就是出液孔33和注液孔11形成了密封连通。

因此，当对该组装一体的电池壳体1、储液罐3和模托2进行抽真空和加压时，储液腔32内的电解液就会受外界压力加压依次经出液孔33、注液孔11而一次性注入电池壳体1内。

在上述加压过程中，外界压力没有集中于电池壳体1顶部的注液孔11，而是将整个电池壳体1始终处于内、外等压的环境内，故加压压力就不会受到限制，并在电解液的注入过程中能够采用更大的压力；同时，由于电池壳体1内的电解液是采用了储液腔32连通注液孔11而进行的定量一次性注入，这种方式不但极大缩短电解液的注入时间、提升注入效率，而且还能更好保证产品的品质。

另外，本发明无需依赖传统的封闭罩加压注入电解液模式，也就是不受封闭罩的容积限制和压力限制，只需在模托2上设置多个并排布置的定位槽21，再在每个定位槽内均定位装载有一组的电池壳体1和储液罐3，就能一次性同时完成很多个电池壳体1的电解液注入，从而进一步提高生产效率。

该锂电池注液装置的制造方法主要包括如下步骤：

步骤一、将若干个中空的电池壳体1通过机械手或其它抓取移动机械与模托2上的若干个定位槽21进行一一对应，并使每个电池壳体1底部均定位装载在定位槽21内；

步骤二、将若干个储液罐3通过机械手或其它抓取移动机械与模托2上的若干个定位槽21进行一一对应，并使每个储液罐3均定位装载在定位槽21内，从而使得每个定位槽21内均设有共同定位装载的电池壳体1和储液罐3，再通过锁定组件4可拆式连接储液罐3与定位槽21，并利用锁定组件4的连接使出液孔33和注液孔11通过密封件5形成密封连通；

步骤三、将模托2上若干个经过步骤一、步骤二后组装成一体的电池壳体1和储液罐3一起输送至注液机中，并由注液机经每个储液罐3顶部的进液口35向储液腔32内注入定量的电解液；

步骤四、将经过步骤三的模托2、电池壳体1和储液罐3一起输送至高压吸液床，并通过高压吸液床的抽真空、加压、泄压方式，使储液腔32内定量储存的电解液依次经密封连通的出液孔33和注液孔11一次性注入电池壳体1内，直至每个储液腔32内储存的电解液完全注空；

步骤五、将经过步骤四的模托2、电池壳体1和储液罐3一起输送至脱载机中脱卸掉所有注空的储液罐3；当然，这批脱卸掉的储液罐3也能利用输送装置重新配合下一批中空的电池壳体1进行重复使用；

步骤六、将经过步骤五留下的所有电池壳体1输送至封口机中密封注液孔11，以使电解液封闭在电池壳体1内，从而完成每个电池壳体1内一次性注入电解液的制造过程。

这样，只需依次按照上述步骤一~步骤六的制造过程进行循环重复，就能大批量的制造出本发明所述的锂电池。

以上所述仅是本发明的具体实施例，本领域技术人员应该理解，任何与该实施例等同的结构设计，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置，包括模托（2）、模托上的电池壳体（1）和储液罐（3），该电池壳体（1）顶部设有注液孔（11），该储液罐（3）内设有定量储存电解液的储液腔（32），储液罐（3）底部设有连通储液腔（32）的出液孔（33），其特征在于所述的储液罐（3）可拆式安装在电池壳体（1）顶部，且储液罐（3）和电池壳体（1）又共同定位装载在模托（2）的定位槽（21）内，在储液罐（3）与定位槽（21）之间设有可拆式连接的锁定组件（4），并受锁定组件的连接而形成出液孔（33）和注液孔（11）的密封连通，该储液腔（32）内的电解液受外界压力加压依次经出液孔（33）、注液孔（11）一次性注入电池壳体（1）内。

2.根据权利要求1所述的一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置，其特征在于所述的定位槽（21）包括内凹形成于模托（2）顶面的嵌槽（211），该嵌槽两侧分别设有平行向上延伸且相对设置的挡板（212）；所述的电池壳体（1）底部定位装载在嵌槽（211）内，电池壳体（1）顶部和储液罐（3）共同定位装载在两个挡板（212）之间。

3.根据权利要求2所述的一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置，其特征在于所述的储液罐（3）顶部外围设有围边（31），该围边与挡板（212）顶部之间设有可拆式连接的锁定组件（4）。

4.根据权利要求3所述的一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置，其特征在于所述的锁定组件（4）包括分别设置在围边（31）底面与挡板（212）顶面之间的下块（41）和上块（42），该下块（41）和上块（42）之间形成可拆式的磁性吸附连接。

5.根据权利要求1所述的一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置，其特征在于所述的储液罐（3）底面设有向下延伸的出液管（34），所述的出液孔（33）设置在出液管（34）内并连通储液腔（32）。

6.根据权利要求5所述的一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置，其特征在于所述的出液管（34）外设有套装安装的密封件（5），该密封件厚度大于出液管（34）高度，所述的出液孔（33）和注液孔（11）连通，该密封件（5）分别挤压在储液罐（3）底面与电池壳体（1）顶面之间而形成接触密封。

7.根据权利要求1所述的一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置，其特征在于所述的储液罐（3）顶部设有敞开的、连通储液腔（32）的进液口（35）。

8.根据权利要求1所述的一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置，其特征在于所述的电池壳体（1）、储液罐（3）和定位槽（21）均为方型；所述的围边（31）为一体设置在方型储液罐（3）顶部的圆周外围，或设有两个独立的围边（31），该两个围边分别相对设置在方型储液罐（3）顶部的两边。

9.根据权利要求1所述的一种利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置，其特征在于所述的定位槽（21）并排多个设置在模托（2）上，每个定位槽（21）内均定位装载有一组的电池壳体（1）和储液罐（3）。

10.一种根据权利要求1~9任一项所述的利用储液罐注入电解液的锂电池注液装置制造方法，其特征在于该制造方法包括如下步骤：

步骤一、将若干个中空的电池壳体（1）与模托（2）上的若干个定位槽（21）进行一一对应，并使每个电池壳体（1）底部均定位装载在定位槽（21）内；

步骤二、将若干个储液罐（3）与模托（2）上的若干个定位槽（21）进行一一对应，并使每个储液罐（3）均定位装载在定位槽（21）内，每个定位槽内均设有共同定位装载的电池壳体（1）和储液罐（3），通过锁定组件（4）可拆式连接储液罐（3）与定位槽（21），并利用锁定组件（4）的连接使出液孔（33）和注液孔（11）通过密封件（5）形成密封连通；

步骤三、将模托上若干个经过步骤一、步骤二后组装成一体的电池壳体（1）和储液罐（3）一起输送至注液机中，并由注液机经每个储液罐（3）顶部的进液口（35）向储液腔（32）内注入定量的电解液；

步骤四、将经过步骤三的模托（2）、电池壳体（1）和储液罐（3）一起输送至高压吸液床，并通过高压吸液床的抽真空、加压、泄压方式，使储液腔（32）内定量储存的电解液依次经密封连通的出液孔（33）和注液孔（11）一次性注入电池壳体（1）内，直至每个储液腔（32）内储存的电解液完全注空；

步骤五、将经过步骤四的模托（2）、电池壳体（1）和储液罐（3）一起输送至脱载机中脱卸掉所有注空的储液罐（3）；

步骤六、将经过步骤五留下的所有电池壳体（1）输送至封口机中密封注液孔（11），以使电解液封闭在电池壳体（1）内，从而完成每个电池壳体（1）内一次性注入电解液的制造过程。

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