CN112736376B - 一种电池的注液装置和注液方法 - Google Patents

一种电池的注液装置和注液方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电池的注液装置和注液方法。所述注液方法包括:(1)将电解液从液管处注入,经由第二存液杯,沿着U形管,从第二注液孔处从下往上地对电池进行注液,通过第一注液孔流入第一存液杯中,直至第一存液杯存满电解液,完成对电池的第一次注液;(2)步骤(1)所述第一次注液完成后,控制电磁阀令电解液不能通过,然后在第一气体管路处和第二气体管路处分别施加不同的气压,使得电解液在电池内部循环流动,完成对电池的第二次注液。本发明所提供的注液方法,提高了电芯内部电解液的流动性,增大了接触面积改善了电池的浸润性,方法简单,缩短了电池在注液后到化成前的时间,极大的减少了电池的制备时间,且装置简单,易操作。

Description

一种电池的注液装置和注液方法
技术领域
本发明属于电池注液的技术领域,涉及一种电池的注液装置和注液方法。
背景技术
目前,注液结束时,电解液仍未全部占据空间体积,通常需要采用注液后静置来继续完成电解液的浸润。比较常见的方法为高温静置,升高温度有利于减小电解液粘度并增加其动力学性能,缩短浸润时间,但整体浸润时长扔较长,在温度及正负压运用一定程度提升较难时,靠增大接触面积达成目的。
CN101017888公开了一种用于圆柱形锂离子电池的注液工装,包括设置在圆柱形管下端外部的密封圈,所述圆柱形管内设置有分层板,所述分层板的外缘与所述圆柱形管壁密封连接,所述分层板上设置有小孔。所述小孔位于分层板的中间。所述分层板与所述圆柱形管为一体结构。
CN201594566U公开了一种圆形锂离子电池注液新工装,该注液工装包括有中空的工装主体(1),所述工装主体(1)内放置有电解液(2),所述工装主体(1)的底部内壁设置有一个圆环形的密封圈(3),待注液圆形锂离子电池(4)放置在工装主体(1)的下方,所述待注液圆形锂离子电池(4)顶部具有向上开口的电池壳口(5),所述密封圈(3)内环的形状、大小与所述电池壳口(5)外壁的形状、大小相对应匹配。
上述文献所提供的注液方法,在电池注液完成仍然需要长时间的静置使得电池充分得到浸润,大大增加了电池制备过程的工序和时间。
因此,如何改善电池的注液方法,使得电池在注液完成后,减少电池的静置时间,缩短电池的制备时长,是急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池的注液装置和注液方法。本发明所提供的注液方法,提高了电芯内部电解液的流动性,增大了接触面积改善了电池的浸润性,方法简单,缩短了电池在注液后到化成前的时间,极大的减少了电池的制备时间,且装置简单,易操作。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种电池的注液装置,所述注液装置包括第一存液杯和第二存液杯;
所述电池的顶部开设有第一注液孔,所述第一注液孔连接所述第一存液杯的底部,所述第一存液杯的顶部外接有第一气体管路;
所述电池的底部开设有第二注液孔,所述第二注液孔通过U形管与第二存液杯的底部连接,所述U形管上设置有电磁阀,所述第二存液杯的顶部外接有第二气体管路和液管。
本发明所提供的注液装置,用电磁阀控制液体与气体的通入,省去了设置多个开关,便于操作,且用U形管,设置一个连通器装置,通过第一存液杯和第二存液杯即可判断电解液的浸入情况,简单直接。
第二方面,本发明还提供一种电池的注液方法,所述电池的注液方法使用如第一方面所述的电池的注液装置,包括以下步骤:
(1)将电解液从液管处注入,经由第二存液杯,沿着U形管,从第二注液孔处从下往上地对电池进行注液,通过第一注液孔流入第一存液杯中,直至第一存液杯存满电解液,完成对电池的第一次注液;
(2)步骤(1)所述第一次注液完成后,控制电磁阀令电解液不能通过,然后在第一气体管路处和第二气体管路处分别施加不同的气压,使得电解液在电池内部循环流动,完成对电池的第二次注液。
本发明所提供的注液方法,通过第一次注液,电解液也存在与第一存液杯中,这样可以使得电池中的电解液过量,避免出现注液不足的情况;第二次注液过程为电解液反复在电池中循环流动,通过在第一气体管路处和第二气体管路处施加不同的气压,可以使得电解液沿着电池的竖直方向上下循环流动,充分浸润到电池的各个部位,提高了电芯内部电解液的流动性,增大了接触面积改善了电池的浸润性,方法简单,缩短了电池在注液后到化成前的时间,极大的减少了电池的制备时间。
优选地,步骤(2)所述气压包括正压和负压。
本发明中,第一气体管路和第二气体管路处气压不同是指,当第一气体管路处施加正压时,第二气体管路处施加负压;当第一气体管路处施加负压时,第二气体管路处施加正压。
需要说明的是,所述施加正压即止在气体管路中通入气体,所述施加负压,即指通过气体管路抽出气体。
优选地,所述正压的压力为0~0.2Mpa,例如0Mpa、0.03Mpa、0.05Mpa、0.08Mpa、0.1Mpa、0.13Mpa、0.15Mpa、0.18Mpa或0.2Mpa等。
优选地,所述负压的压力为-90~0Kpa,例如-90Kpa、-80Kpa、-70Kpa、-60Kpa、-50Kpa、-40Kpa、-30Kpa、-20Kpa、-10或0Kpa等。
优选地,步骤(2)所述循环的次数为1~10次,例如1次、2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次、9次或10次等。
优选地,步骤(2)所述第二次注液结束后,在所述第一气体管路通入正压,在第二气体管路处通入负压,直至所述第一存液杯处无电解液,电解液均流入电池后,将所述第一注液孔密封。
本发明中,这一操作是为了避免电解液溢出,且通过对第一气体管路处施加正压,第二气体管路处施加负压,可以使得电解液从第一存液杯中回流入电池中,然后将第一注液孔密封,这一操作既避免了电解液的浪费,也避免了电解液溢流出电池。
优选地,将所述第一注液孔密封后,将电池翻转,进行补液,补液结束后,在第二注液孔处插密封钉。
本发明中,将电池翻转后再次补液的原因为,电解液从第一存液杯回流入电池后,不能确定电解液是否依然浸满了电池,因此需要再次补液,使得电解液充分的浸入电池内部。
优选地,在第二注液孔处插密封钉后,将电池静置。
作为优选的技术方法,所述电池的注液方法包括以下步骤:
(1)将电解液从液管注入,经由第二存液杯,沿着U形管,从第二注液孔处从下往上地对电池进行注液,通过第一注液孔流入第一存液杯中,直至第一存液杯存满电解液,完成对电池的第一次注液;
(2)步骤(1)所述第一次注液完成后,控制电磁阀令电解液不能通过,然后在第一气体管路处施加0~0.2Mpa正压或-90~0Kpa负压,在第二气体管路处施加0~0.2Mpa正压或-90~0Kpa负压,第一气体管路处和第二气体管路处施加的气压类型不同,使得电解液在电池内部循环流动1~10次,完成对电池的第二次注液;
(3)步骤(2)所述第二次注液结束后,在所述第一气体管路处通入正压,在第二气体管路处通入负压,直至所述第一存液杯处无电解液,电解液均流入电池后,将所述第一注液孔密封;
(4)步骤(3)所述第一注液孔密封后,将电池翻转,进行补液,补液结束后,在第二注液孔处插密封钉,然后静置。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明所提供的注液方法,提高了电芯内部电解液的流动性,增大了接触面积改善了电池的浸润性,方法简单,缩短了电池在注液后到化成前的时间,极大的减少了电池的制备时间,且装置简单,易操作。使得电池在注液后到化成前的静置时间缩短至8h及以下。
附图说明
图1为本发明一个具体实施方式提供的电池的注液装置。
1-第一气体管路,2-第一存液杯,3-U形管,4-电磁阀,5-第二存液杯,6-第二气体管路,7-液管。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“安装”应做广义理解,例如,可以是安装连接,也可以是可拆卸连接,可以是机械连接,也可以是电连接,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触,也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
在一个具体实施方式中,本发明提供一种电池的注液装置,如图1所示,所述注液装置具体包括:
注液装置包括第一存液杯2和第二存液杯5;电池的顶部开设有第一注液孔,第一注液孔连接第一存液杯2的底部,第一存液杯2的顶部外接有第一气体管路1;电池的底部开设有第二注液孔,第二注液孔通过U形管3与第二存液杯5的底部连接,U形管3上设置有电磁阀4,第二存液杯5的顶部外接有第二气体管路6和液管7。
在另一个具体实施方式中,本发明还提供一种使用上述注液装置所使用的电池的注液方法,所述注液方法具体包括:
(1)将电解液从液管7处注入,经由第二存液杯5,沿着U形管3,从第二注液孔处从下往上地对电池进行注液,通过第一注液孔流入第一存液杯2中,直至第一存液杯2存满电解液,完成对电池的第一次注液;
(2)步骤(1)所述第一次注液完成后,控制电磁阀4令电解液不能通过,然后在第一气体管路1处施加0~0.2Mpa正压或-90~0Kpa负压,在第二气体管6路处施加0~0.2Mpa正压或-90~0Kpa负压,第一气体管路1处和第二气体管路6处施加的气压类型不同,使得电解液在电池内部循环流动1~10次,完成对电池的第二次注液;
(3)步骤(2)所述第二次注液结束后,在所述第一气体管1路处通入正压,在第二气体管路6处通入负压,直至所述第一存液杯2处无电解液,电解液均流入电池后,将所述第一注液孔密封;
(4)步骤(3)所述第一注液孔密封后,将电池翻转,进行补液,补液结束后,在第二注液孔处插密封钉,然后静置。
应用例1
本应用例提供了一种电池的注液方法,基于一个具体实施方式中所提供的电池的注液装置,所述的注液方法具体包括:
(1)将电解液从液管7处注入,经由第二存液杯5,沿着U形管3,从第二注液孔处从下往上地对电池进行注液,通过第一注液孔流入第一存液杯2中,直至第一存液杯2存满电解液,完成对电池的第一次注液;
(2)步骤(1)所述第一次注液完成后,控制电磁阀4令电解液不能通过,然后在第一气体管路1处施加0.2Mpa的正压,在第二气体管6路处施加-10Kpa的负压,然后第一气体管路1和第二气体管路6处,正负压交替施加,使得两个管路处一个为正压,一个为负压,使得电解液在电池内部循环流动5次,完成对电池的第二次注液;
(3)步骤(2)所述第二次注液结束后,在所述第一气体管路1处通入正压,在第二气体管路6处通入负压,直至所述第一存液杯2处无电解液,电解液均流入电池后,将所述第一注液孔密封;
(4)步骤(3)所述第一注液孔密封后,将电池翻转,进行补液,补液结束后,在第二注液孔处插密封钉,然后静置。
应用例2
本应用例提供了一种电池的注液方法,基于一个具体实施方式中所提供的电池的注液装置,所述的注液方法具体包括:
(1)将电解液从液管7处注入,经由第二存液杯5,沿着U形管3,从第二注液孔处从下往上地对电池进行注液,通过第一注液孔流入第一存液杯2中,直至第一存液杯2存满电解液,完成对电池的第一次注液;
(2)步骤(1)所述第一次注液完成后,控制电磁阀4令电解液不能通过,然后在第一气体管路1处施加0.05Mpa的正压,在第二气体管6路处施加-80Kpa的负压,然后第一气体管路1和第二气体管路6处,正负压交替施加,使得两个管路处一个为正压,一个为负压,使得电解液在电池内部循环流动10次,完成对电池的第二次注液;
(3)步骤(2)所述第二次注液结束后,在所述第一气体管路1处通入正压,在第二气体管路6处通入负压,直至所述第一存液杯2处无电解液,电解液均流入电池后,将所述第一注液孔密封;
(4)步骤(3)所述第一注液孔密封后,将电池翻转,进行补液,补液结束后,在第二注液孔处插密封钉,然后静置。
应用例3
本应用例提供了一种电池的注液方法,基于一个具体实施方式中所提供的电池的注液装置,所述的注液方法具体包括:
(1)将电解液从液管7处注入,经由第二存液杯5,沿着U形管3,从第二注液孔处从下往上地对电池进行注液,通过第一注液孔流入第一存液杯2中,直至第一存液杯2存满电解液,完成对电池的第一次注液;
(2)步骤(1)所述第一次注液完成后,控制电磁阀4令电解液不能通过,然后在第一气体管路1处施加0.2Mpa的正压,在第二气体管6路处施加-90Kpa的负压,然后第一气体管路1和第二气体管路6处,正负压交替施加,使得两个管路处一个为正压,一个为负压,使得电解液在电池内部循环流动1次,完成对电池的第二次注液;
(3)步骤(2)所述第二次注液结束后,在所述第一气体管路1处通入正压,在第二气体管路6处通入负压,直至所述第一存液杯2处无电解液,电解液均流入电池后,将所述第一注液孔密封;
(4)步骤(3)所述第一注液孔密封后,将电池翻转,进行补液,补液结束后,在第二注液孔处插密封钉,然后静置。
应用例4
本应用例提供了一种电池的注液方法,基于一个具体实施方式中所提供的电池的注液装置,所述的注液方法具体包括:
(1)将电解液从液管7处注入,经由第二存液杯5,沿着U形管3,从第二注液孔处从下往上地对电池进行注液,通过第一注液孔流入第一存液杯2中,直至第一存液杯2存满电解液,完成对电池的第一次注液;
(2)步骤(1)所述第一次注液完成后,控制电磁阀4令电解液不能通过,然后在第一气体管路1处施加0.1Mpa的正压,在第二气体管6路处施加-50Kpa的负压,然后第一气体管路1和第二气体管路6处,正负压交替施加,使得两个管路处一个为正压,一个为负压,使得电解液在电池内部循环流动5次,完成对电池的第二次注液;
(3)步骤(2)所述第二次注液结束后,在所述第一气体管路1处通入正压,在第二气体管路6处通入负压,直至所述第一存液杯2处无电解液,电解液均流入电池后,将所述第一注液孔密封;
(4)步骤(3)所述第一注液孔密封后,将电池翻转,进行补液,补液结束后,在第二注液孔处插密封钉,然后静置。
对比例1
在电池的顶部开设一个注液孔,通过注液泵将电解液注入,具体操作为:打开真空球阀进行抽真空后关闭真空阀;注液泵将定量的电解液注入到注液管中,打开注液球阀,电解液进入到电池内部后关闭注液阀,打开真空阀进行通高压,循环4次后结束注液,静置,等待化成。
将应用例1-4和对比例1中注液后的电池进行化成操作,注液完成后到化学前的静置时间如表1所示。
表1
静置时间(h)
应用例1 8
应用例2 4
应用例3 0
应用例4 2
对比例1 24
从应用例1-4与对比例1的数据结果可知,传统的注液方法,在注液之后化成之前静置的时间过长,而采用本发明所提供的注液方法,可以缩短该时间,甚至可以在注液后直接进行负压化成。
综上所述,使用本发明所提供的注液装置对电池进行注液,采用本发明所提供的注液方法,可以大大缩短电池的制备时长,极大地加快了生产效率。
申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种电池的注液方法,其特征在于,所述注液方法通过如下注液装置实现:
所述注液装置包括第一存液杯和第二存液杯;
所述电池的顶部开设有第一注液孔,所述第一注液孔连接所述第一存液杯的底部,所述第一存液杯的顶部外接有第一气体管路;
所述电池的底部开设有第二注液孔,所述第二注液孔通过U形管与第二存液杯的底部连接,所述U形管上设置有电磁阀,所述第二存液杯的顶部外接有第二气体管路和液管;
所述电池的注液方法包括以下步骤:
(1)将电解液从液管处注入,经由第二存液杯,沿着U形管,从第二注液孔处从下往上地对电池进行注液,通过第一注液孔流入第一存液杯中,直至第一存液杯存满电解液,完成对电池的第一次注液;
(2)步骤(1)所述第一次注液完成后,控制电磁阀令电解液不能通过,然后在第一气体管路处和第二气体管路处分别施加不同的气压,使得电解液在电池内部循环流动,完成对电池的第二次注液。
2.根据权利要求1所述的电池的注液方法,其特征在于,步骤(2)所述气压包括正压和负压。
3.根据权利要求2所述的电池的注液方法,其特征在于,所述正压的压力为0~0.2Mpa。
4.根据权利要求2所述的电池的注液方法,其特征在于,所述负压的压力为-90~0Kpa。
5.根据权利要求1所述的电池的注液方法,其特征在于,步骤(2)所述循环的次数为1~10次。
6.根据权利要求2所述的电池的注液方法,其特征在于,步骤(2)所述第二次注液结束后,在所述第一气体管路通入正压,在第二气体管路处通入负压,直至所述第一存液杯处无电解液,电解液均流入电池后,将所述第一注液孔密封。
7.根据权利要求6所述的电池的注液方法,其特征在于,将所述第一注液孔密封后,将电池翻转,进行补液,补液结束后,在第二注液孔处插密封钉。
8.根据权利要求7所述的电池的注液方法,其特征在于,在第二注液孔处插密封钉后,将电池静置。
9.根据权利要求1所述的电池的注液方法,其特征在于,所述注液方法包括以下步骤:
(1)将电解液从液管处注入,经由第二存液杯,沿着U形管,从第二注液孔处从下往上地对电池进行注液,通过第一注液孔流入第一存液杯中,直至第一存液杯存满电解液,完成对电池的第一次注液;
(2)步骤(1)所述第一次注液完成后,控制电磁阀令电解液不能通过,然后在第一气体管路处施加0~0.2Mpa正压或-90~0Kpa负压,在第二气体管路处施加0~0.2Mpa正压或-90~0Kpa负压,第一气体管路处和第二气体管路处施加的气压类型不同,使得电解液在电池内部循环流动1~10次,完成对电池的第二次注液;
(3)步骤(2)所述第二次注液结束后,在所述第一气体管路处通入正压,在第二气体管路处通入负压,直至所述第一存液杯处无电解液,电解液均流入电池后,将所述第一注液孔密封;
(4)步骤(3)所述第一注液孔密封后,将电池翻转,进行补液,补液结束后,在第二注液孔处插密封钉,然后静置。
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