CN114628868B - 一种锂离子电池电解液定量滴加装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池电解液定量滴加装置，涉及锂离子电池生产技术领域，旨在解决在锂离子电池的生产过程中电解液会暴露在空气中，导致电解液失效，且在注液中经常发生电解液注入过多的问题，本发明通过设置升降台带动护罩移动，将护罩扣合在集液杯内，防止了电解液滴加过程中电解液的飞溅，并保持加注过程中电解液与空气的隔离，保持了电解液的有效性，利用定量仓对电解液进行定量抽取和定量滴加，提高了电解液滴加的精度，可以提高锂电池的生产质量，通过在转台上实现锂电池的位置更换，提高了生产效率，利用回收泵以及相关的管路，对多余的电解液进行回收，可以实现电解液的循环利用，提高了电解液的利用效率，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池生产技术领域，具体为一种锂离子电池电解液定量滴加装置。
背景技术
锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池，由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流，锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池，锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。
锂离子电池是一种二次电池充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
锂电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，邮电通讯的不间断电源，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域，手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池，电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表，可充电锂离子电池是手机、笔记本电脑等现代数码产品中应用最广泛的电池，开发的大容量锂离子电池已在电动汽车中开始试用，预计将成为电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用，随着能源的紧缺和世界的环保方面的压力增大，锂电被广泛应用于电动车行业，特别是磷酸铁锂材料电池的出现，更推动了锂电池产业的发展和应用。
锂电池电解液是电池中离子传输的载体，一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证，电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的，电解液在锂电池内部连接正极和负极，起到离子传导的作用，锂电池充放电过程中，锂离子在正负极之间穿梭，电解液是锂离子流动的介质，电解液对于锂电池的能量密度、宽温度范围应用、循环寿命和安全性能具有十分重要的作用，电解液通常要求具备高电导率，高化学稳定性，较好的安全性，以及宽温度使用范围。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐和必要的添加剂组成。
在锂离子电池的生产过程中，需要在锂电池中注入电解液，现有的注液设备电解液会一直暴露在空气中，容易吸收空气中的水分，导致电解液失效，影响锂离子电池的质量安全和使用寿命，且在注液中经常发生电解液注入过多的问题，不能实现电解液的安全定量滴加。
发明内容
鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种锂离子电池电解液定量滴加装置，采用的技术方案是，包括机架、PLC控制器、锂电池，所述机架上设有所述PLC控制器，还包括升降台、底座、回收泵、集液箱，所述升降台的侧壁上设有滑套，所述滑套有多组且所述滑套与所述机架滑动连接，左侧所述滑套上设有升降电机，所述升降电机的输出端设有驱动齿轮，所述机架上设有齿条，所述驱动齿轮与所述齿条相啮合，所述升降台上设有电动推缸、注液台，所述注液台通过软管连接所述集液箱，所述软管上设有单向阀，所述注液台上设有定量仓、入液孔、顶针，所述定量仓内设有滑动连接的活塞，所述活塞连接所述电动推缸的输出端，所述注液台底部设有护罩，所述护罩为底部通透的壳体，所述顶针位于所述护罩内，所述底座上设有立柱、转动电机、支撑环，所述转动电机的输出端设有齿轮，所述立柱内设有回收管，所述回收管通过管道连接所述回收泵，所述立柱上设有转动连接的转台，所述转台的侧壁设有滑轨，所述支撑环内设有滑道，所述滑道与所述滑轨尺寸相匹配，所述转台底面设有齿环，所述齿环与所述齿轮相啮合，所述转台内部设有收集管，所述转台上设有锂电池夹持机构，所述锂电池夹持机构有多组且成环形阵列，所述锂电池夹持机构与所述护罩位置相对应，所述收集管有多组且与所述锂电池夹持机构连接，所述回收泵与所述集液箱连接，所述PLC控制器与所述升降电机、所述电动推缸、所述转动电机、所述回收泵相连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述锂电池夹持机构包括集液杯、收液台、卡套，所述集液杯的内底部设有所述收液台，所述收液台的侧壁设有回收孔，所述回收孔连接所述收集管，所述收液台的顶部设有所述卡套，所述卡套与所述锂电池尺寸相匹配，所述集液杯与所述护罩的尺寸相匹配，所述收液台可对电解液进行回收。
作为本发明的一种优选技术方案，所述集液杯的顶端边缘设有喇叭状开口，便于所述集液杯与所述护罩相配合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述卡套的侧壁底部设有排液孔，所述排液孔为向外侧底部倾斜的孔道，所述排液孔有多组，便于多余的电解液从所述排液孔中排出，提高电解液的排出效率。
作为本发明的一种优选技术方案，所述卡套的顶端设有铰接的夹爪，所述夹爪的顶端设有向外的弯曲段，所述夹爪有多组，所述夹爪可对所述锂电池进行夹持固定，保持所述锂电池的姿态。
作为本发明的一种优选技术方案，所述机架上设有挡块，所述挡块与所述滑套位置相对应，所述挡块可对所述滑套的行程进行限制。
作为本发明的一种优选技术方案，所述集液箱上设有漏洞状的进液口，便于加注电解液。
作为本发明的一种优选技术方案，所述回收管在所述立柱的侧壁上的开口处与所述收集管在所述转台的内壁上的开口处均设有对接盘，所述对接盘为柔性材质，可在所述回收泵工作时，使所述回收管与所述收集管的接口由于气压作用密闭连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述定量仓上设有观察窗，所述观察窗上设有刻度，可直观显示所述定量仓内的电解液容积，便于控制电解液滴加用量。
作为本发明的一种优选技术方案，所述护罩为透明壳体，便于观察电解液加注过程。
本发明的有益效果：本发明通过设置升降台带动护罩移动，将护罩扣合在集液杯内，防止了电解液滴加过程中电解液的飞溅，并保持加注过程中电解液与空气的隔离，保持了电解液的有效性，利用定量仓对电解液进行定量抽取和定量滴加，提高了电解液滴加的精度，可以提高锂电池的生产质量，通过在转台上设置环形阵列的锂电池夹持机构，利用转动电机带动转台转动，实现锂电池的位置更换，提高了生产效率，利用回收泵以及相关的管路，对多余的电解液进行回收，可以实现电解液的循环利用，提高了电解液的利用效率，降低了生产成本。
附图说明
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍；在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识；附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的剖面结构示意图；
图3为本发明转台的俯视结构示意图；
图4为本发明转台的俯视剖面结构示意图；
图5为本发明转台的仰视结构示意图；
图6为本发明卡套的结构示意图；
图7为本发明A处剖视结构示意图；
图8为本发明B处剖视结构示意图。
图中：1、机架；2、转台；3、PLC控制器；4、回收泵；5、集液箱；6、进液口；10、升降台；11、滑套；12、升降电机；13、挡块；20、底座；21、立柱；22、集液杯；23、收液台；24、卡套；25、锂电池；101、电动推缸；102、注液台；103、定量仓；104、单向阀；105、护罩；106、顶针；107、活塞；201、转动电机；202、齿轮；203、齿环；241、夹爪。
具体实施方式
实施例1
如图1至图8所示，本发明公开了一种锂离子电池电解液定量滴加装置，采用的技术方案是，包括机架1、PLC控制器3、锂电池25，所述机架1上设有所述PLC控制器3，还包括升降台10、底座20、回收泵4、集液箱5，所述升降台10的侧壁上设有滑套11，所述滑套11有多组且所述滑套11与所述机架1滑动连接，左侧所述滑套11上设有升降电机12，所述升降电机12的输出端设有驱动齿轮，所述机架1上设有齿条，所述驱动齿轮与所述齿条相啮合，所述升降台10上设有电动推缸101、注液台102，所述注液台102通过软管连接所述集液箱5，所述软管上设有单向阀104，所述注液台102上设有定量仓103、入液孔、顶针106，所述定量仓103内设有滑动连接的活塞107，所述活塞107连接所述电动推缸101的输出端，所述注液台102底部设有护罩105，所述护罩105为底部通透的壳体，所述顶针106位于所述护罩105内，所述底座20上设有立柱21、转动电机201、支撑环，所述转动电机201的输出端设有齿轮202，所述立柱21内设有回收管，所述回收管通过管道连接所述回收泵4，所述立柱21上设有转动连接的转台2，所述转台2的侧壁设有滑轨，所述支撑环内设有滑道，所述滑道与所述滑轨尺寸相匹配，所述转台2底面设有齿环203，所述齿环203与所述齿轮202相啮合，所述转台2内部设有收集管，所述转台2上设有锂电池夹持机构，所述锂电池夹持机构有多组且成环形阵列，所述锂电池夹持机构与所述护罩105位置相对应，所述收集管有多组且与所述锂电池夹持机构连接，所述回收泵4与所述集液箱5连接，所述PLC控制器3与所述升降电机12、所述电动推缸101、所述转动电机201、所述回收泵4相连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述锂电池夹持机构包括集液杯22、收液台23、卡套24，所述集液杯22的内底部设有所述收液台23，所述收液台23的侧壁设有回收孔，所述回收孔连接所述收集管，所述收液台23的顶部设有所述卡套24，所述卡套24与所述锂电池25尺寸相匹配，所述集液杯22与所述护罩105的尺寸相匹配，所述收液台23可对电解液进行回收，使电解液进行再利用，提高资源利用率。
作为本发明的一种优选技术方案，所述集液杯22的顶端边缘设有喇叭状开口，便于所述集液杯22与所述护罩105相配合，提高配合度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述卡套24的侧壁底部设有排液孔，所述排液孔为向外侧底部倾斜的孔道，所述排液孔有多组，便于多余的电解液从所述排液孔中排出，提高电解液的排出效率，利于电解液的再次回收利用。
作为本发明的一种优选技术方案，所述卡套24的顶端设有铰接的夹爪241，所述夹爪241的顶端设有向外的弯曲段，所述夹爪241有多组，所述夹爪241可对所述锂电池25进行夹持固定，保持所述锂电池25的姿态，保证所述顶针106与所述锂电池25的配合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述机架1上设有挡块13，所述挡块13与所述滑套11位置相对应，所述挡块13可对所述滑套11的行程进行限制，对所述护罩105及集液杯22起到保护作用。
作为本发明的一种优选技术方案，所述集液箱5上设有漏洞状的进液口6，便于加注电解液，提高电解液的加注效率。
作为本发明的一种优选技术方案，所述回收管在所述立柱21的侧壁上的开口处与所述收集管在所述转台2的内壁上的开口处均设有对接盘，所述对接盘为柔性材质，可在所述回收泵4工作时，使所述回收管与所述收集管的接口由于气压作用密闭连接，提高电解液的回收效率。
作为本发明的一种优选技术方案，所述定量仓103上设有观察窗，所述观察窗上设有刻度，可直观显示所述定量仓103内的电解液容积，便于控制电解液滴加用量，提高所述锂电池25的质量。
作为本发明的一种优选技术方案，所述护罩105为透明壳体，便于观察电解液加注过程，利于操作者控制电解液滴加的精度。
本发明的工作原理：通过进液口6向集液箱5内加注电解液，将锂电池25放入卡套24中，夹爪241将锂电池25夹住，避免锂电池25倾倒，使用操纵PLC控制器3，启动升降电机12，带动驱动齿轮转动，使驱动齿轮在齿条上移动，带动滑套11沿机架1向下移动，带动升降台10向下，护罩105向下移动，进入其下方的集液杯22内，扣在卡套24和收液台23外，当滑套11移动至挡块13处时，护罩105与集液杯22密闭，顶针106与锂电池25的注液口对接，启动电动推缸101，使定量仓103内的活塞107向上移动，将电解液通过注液台102内的软管，抽进定量仓103内，当电解液达到目标用量时，电动推缸101停止，并开始伸长，推动活塞107，且在单向阀104的密闭作用下，将电解液通过顶针106注入锂电池25内，护罩105隔绝电解液与外界，防止电解液飞溅，当活塞107移动到定量仓103内的目标位置时停止运动，电解液加注完成，若锂电池25中电解液注满时，电解液流入卡套24底部，从排液孔中流出，流到集液杯22中，然后从收液台23上的回收孔流入收集管中，启动回收泵4，将收集管中多余的电解液通过立柱21内的回收管回收到集液箱5中，以供下次使用，电解液注入完成后，升降台10升起，护罩105与集液杯22脱离，转动电机201启动，带动齿轮202转动，带动相啮合的齿环203转动，带动转台2在底座20上转动，支撑环对转台2起支撑作用，当转台2转动一定角度时，转动电机201停止，转台2停转，将未加注电解液的锂电池25移动至护罩105正下方，已加注完成的锂电池25移动至一旁，可以取下并更换，以此可以提高工作效率。
本发明涉及的电路连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于公知常识。
本文中未详细说明的部件为现有技术。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种锂离子电池电解液定量滴加装置，包括机架（1）、PLC控制器（3）、锂电池（25），所述机架（1）上设有所述PLC控制器（3），其特征在于：还包括升降台（10）、底座（20）、回收泵（4）、集液箱（5），所述升降台（10）的侧壁上设有滑套（11），所述滑套（11）有多组且所述滑套（11）与所述机架（1）滑动连接，左侧所述滑套（11）上设有升降电机（12），所述升降电机（12）的输出端设有驱动齿轮，所述机架（1）上设有齿条，所述驱动齿轮与所述齿条相啮合，所述升降台（10）上设有电动推缸（101）、注液台（102），所述注液台（102）通过软管连接所述集液箱（5），所述软管上设有单向阀（104），所述注液台（102）上设有定量仓（103）、入液孔、顶针（106），所述定量仓（103）内设有滑动连接的活塞（107），所述活塞（107）连接所述电动推缸（101）的输出端，所述注液台（102）底部设有护罩（105），所述护罩（105）为底部通透的壳体，所述顶针（106）位于所述护罩（105）内，所述底座（20）上设有立柱（21）、转动电机（201）、支撑环，所述转动电机（201）的输出端设有齿轮（202），所述立柱（21）内设有回收管，所述回收管通过管道连接所述回收泵（4），所述立柱（21）上设有转动连接的转台（2），所述转台（2）的侧壁设有滑轨，所述支撑环内设有滑道，所述滑道与所述滑轨尺寸相匹配，所述转台（2）底面设有齿环（203），所述齿环（203）与所述转动电机（201）输出端的所述齿轮（202）相啮合，所述转台（2）内部设有收集管，所述转台（2）上设有锂电池夹持机构，所述锂电池夹持机构有多组且成环形阵列，所述锂电池夹持机构与所述护罩（105）位置相对应，所述收集管有多组且与所述锂电池夹持机构连接，所述锂电池夹持机构包括集液杯（22）、收液台（23）、卡套（24），所述集液杯（22）的内底部设有所述收液台（23），所述收液台（23）的侧壁设有回收孔，所述回收孔连接所述收集管，所述收液台（23）的顶部设有所述卡套（24），所述卡套（24）与所述锂电池（25）尺寸相匹配，所述集液杯（22）与所述护罩（105）的尺寸相匹配，所述回收泵（4）与所述集液箱（5）连接，所述PLC控制器（3）与所述升降电机（12）、所述电动推缸（101）、所述转动电机（201）、所述回收泵（4）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液定量滴加装置，其特征在于：所述集液杯（22）的顶端边缘设有喇叭状开口。
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池电解液定量滴加装置，其特征在于：所述卡套（24）的侧壁底部设有排液孔，所述排液孔为向外侧底部倾斜的孔道，所述排液孔有多组。
4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池电解液定量滴加装置，其特征在于：所述卡套（24）的顶端设有铰接的夹爪（241），所述夹爪（241）的顶端设有向外的弯曲段，所述夹爪（241）有多组。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液定量滴加装置，其特征在于：所述机架（1）上设有挡块（13），所述挡块（13）与所述滑套（11）位置相对应。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液定量滴加装置，其特征在于：所述集液箱（5）上设有漏洞状的进液口（6）。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液定量滴加装置，其特征在于：所述回收管在所述立柱（21）的侧壁上的开口处与所述收集管在所述转台（2）的内壁上的开口处均设有对接盘，所述对接盘为柔性材质。
8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液定量滴加装置，其特征在于：所述定量仓（103）上设有观察窗，所述观察窗上设有刻度。
9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液定量滴加装置，其特征在于：所述护罩（105）为透明壳体。
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