CN115832647A - 注液杯、注液机构及注液化成设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及注液技术领域，公开了注液杯、注液机构及注液化成设备。注液杯，包括杯身、阀门、封堵件以及第一阀体。杯身设有间隔设置的第一腔体与第二腔体，杯身包括分隔第一腔体与第二腔体的隔板，隔板设有连通第一腔体与第二腔体的连通孔，杯身还设有与第二腔体连通的出液口。阀门具有进液端与出液端，进液端安装于出液口处。封堵件具有封堵连通孔的封堵位置以及解封连通孔的解封位置。第一阀体与第二腔体连通，用于与注液杯外部的负压装置配合以抽离第二腔体中的气体。该注液机构可以降低目前注液嘴内的电解液容易进入负压模块的管道或阀体的风险。

Description

注液杯、注液机构及注液化成设备

【技术领域】

本申请实施例涉及注液技术领域，尤其涉及一种注液杯、注液机构及注液设备。

【背景技术】

锂离子电池在生产过程中需要将电解液注入到电池壳体中，这一过程一般通过注液设备实现。一般地，注液设备会包括注液杯、加液模块以及负压模块。其中，注液杯包括杯身、注液阀以及注液嘴；杯身设有用于收容电解液的储液腔，杯身底部设有与储液腔连通的出液口；注液阀的入液端安装于该出液口处；注液嘴则安装于注液阀的出液端。负压模块与注液嘴连通，其用于在注液嘴与电池的注液孔对准时，对电池壳体内部进行抽真空。

本申请的发明人在实现本申请的过程中发现：注液嘴内壁背离杯体的一端容易附着有电解液，在负压模块对电池进行抽真空的过程中，注液嘴内的电解液容易进入负压模块的管道或阀体内，并可能进一步形成电解液结晶，而这可能造成上述管道或阀体堵塞。

【发明内容】

本申请实施例旨在提供一种注液杯、注液机构及注液设备，以降低目前注液嘴内的电解液容易进入负压模块的管道或阀体的风险。

第一方面，本申请提供一种注液杯。该注液杯包括杯身、阀门、封堵件以及第一阀体。杯身设有间隔设置的第一腔体与第二腔体，所述杯身包括分隔所述第一腔体与所述第二腔体的隔板，所述隔板设有连通所述第一腔体与所述第二腔体的连通孔，所述杯身还设有与所述第二腔体连通的出液口。阀门具有进液端与出液端，所述进液端安装于所述出液口处。封堵件具有封堵所述连通孔的封堵位置以及解封所述连通孔的解封位置。第一阀体与所述第二腔体连通，用于与所述注液杯外部的负压装置配合以抽离所述第二腔体中的气体。

本申请实施例的技术方案中，注液机构中的第一阀体连接于杯身，并用于与注液杯外部的负压装置配合以对第二腔体抽真空。即是，该第一阀体位于阀门的上游，而非阀门的下游。一方面，第一阀体与注液嘴之间的距离较远，这可以降低注液嘴中附着的电解液被吸入第一阀体或负压装置的风险；另一方面，第二腔体的截面较注液嘴与第一阀体管径更大，即使有电解液脱离注液嘴，其更多地也是落入第二腔体并沉降在第二腔体的底部，而并不易吸入第一阀体。故本申请实施例提供的注液机构可以降低目前注液嘴内的电解液容易进入负压模块的管道或阀体的风险。

在一些实施例中，所述注液杯还包括第二阀体。所述第二阀体与所述第二腔体连通，并用于与所述注液杯外部的正压装置配合以向所述第二腔体通入气体。如此，则可在该注液机构在对锂离子电池注液过程中或注液结束之后，将第二腔体中的液体压入锂离子电池中。

在一些实施例中，所述注液杯还包括安装于所述杯身的常压阀。所述常压阀具有第一通气口与第二通气口，所述第一通气口与所述第二腔体连通，所述第二通气口与所述注液杯外部的大气连通。常压阀的设置旨在方便适时地对第二腔体进行泄压。

在一些实施例中，所述注液杯还包括安装于所述杯身的压力计，所述压力计用于检测所述第二腔体内的气压。

在一些实施例中，所述杯身包括沿预设方向依次设置的第一杯体、所述隔板以及第二杯体。所述第一杯体设有贯通的所述第一腔体，所述第一腔体的一端通向所述隔板。所述第二杯体设有所述第二腔体，所述第二腔体的一端通向所述隔板。

在一些实施例中，所述杯身还包括底座。所述底座盖设于所述第二腔体背离所述隔板的一端，并设有所述出液口。

在一些实施例中，在一些实施例中，所述杯身还包括顶盖。所述顶盖盖设于所述第一腔体背离隔板的一端，并设有进液口。通过设置顶盖，可以避免向第一腔体添加电解液的过程中，电解液溅射杯身之外的弊端。

在一些实施例中，所述封堵件穿过所述顶盖而伸入所述第一腔体。

在一些实施例中，还包括计时器。所述计时器安装于所述杯身。

在一些实施例中，还包括注液嘴，所述注液嘴安装于所述阀门的出液端。

第二方面，本申请实施例还提供一种注液机构，其包括上述任一项所述的注液机构。

在一些实施例中，所述注液机构还包括负压装置。所述负压装置与所述第一阀体连接，所述负压装置用于与所述第一阀体共同配合以抽离所述第二腔体内的气体。

在一些实施例中，所述注液机构还包括正压装置。所述正压装置与所述第二阀体连接，所述正压装置用于与所述第二阀体共同配合以向所述第二腔体内通入气体。

在一些实施例中，所述注液机构还包括驱动装置。所述驱动装置与所述封堵件连接，用于驱动所述封堵件于所述封堵位置与所述解封位置之间运动。

在一些实施例中，所述注液机构还包括控制器。所述负压装置、所述正压装置及所述驱动装置均与所述控制器电连接。

本申请实施例还提供一种注液化成设备，其包括上述任一项所述的注液机构或者注液杯。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请其中一实施例提供的注液机构与锂离子电池于靠近状态下的立体示意图；

图2为图1中注液机构沿A-A线的剖切示意图；

图3为图1中注液机构中控制器与其他部件的连接示意图；

图4为本申请其中一实施例提供的注液杯的立体示意图；

图5为本申请其中一实施例提供的锂离子电池的制造方法的流程示意图；

图6为图5中步骤S210的流程示意图；

图7为图5中步骤S230的流程示意图。

图中：

1、注液机构；

100、注液杯；110、杯身；120、阀门；130、注液嘴；140、封堵件；150、第一阀体；160、第二阀体；170、第三阀体；180、气液分离器；190、压力计；111、第一杯体；112、第二杯体；113、隔板；114、底座；115、顶盖；121、进液端；122、出液端；181、连接管；101、第一腔体；102、第二腔体；103、连通孔；1031、第一导槽；1032、第一孔；104、出液口；1041、第二导槽；1042、第二孔；

200、加液装置；

300、负压装置；

400、正压装置；

500、驱动装置；

600、控制器；

2、锂离子电池。

【具体实施方式】

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“固接于”/“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在本说明书中，所述“安装”包括焊接、螺接、卡接、粘合等方式将某一元件或装置固定或限制于特定位置或地方，所述元件或装置可在特定位置或地方保持不动也可在限定范围内活动，所述元件或装置固定或限制于特定位置或地方后可进行拆卸也可不能进行拆卸，在本申请实施例中不作限制。

请先一并参阅图1与图2，其分别示出了本申请其中一实施例提供的注液机构1与锂离子电池2于靠近状态下的立体示意图，以及该注液机构1沿图示A-A线的剖切示意图，该注液机构1应用于向锂离子电池2注液，其包括注液杯100、加液装置200与负压装置300。其中，注液杯100用于接收加液装置200注入的电解液，并将该接收的电解液注入锂离子电池2的壳体内。负压装置300与注液杯100连接，其用于通过注液杯100而对锂离子电池2进行抽真空。接下来，依次对上述注液杯100、加液装置200及负压装置300的具体结构作出说明。

请继续参阅图1与图2，注液杯100是用于存储并向锂离子电池输出电解液的容器，其具体包括杯身110、阀门120、注液嘴130、封堵件140以及第一阀体150。杯身110设有间隔设置的第一腔体101与第二腔体102，该第一腔体101与第二腔体102之间通过一隔板113进行分隔；相应地，隔板113设有连通第一腔体101与第二腔体102的连通孔103。此外，杯身110还设有与第二腔体102连通的出液口104。其中，第一腔体101用于接收自加液装置200注入的电解液，第一腔体101中的电解液可以依次经由连通孔103、第二腔体102以及出液口104流出杯身110。阀门120具有进液端121与出液端122，进液端121安装于上述出液口104处，出液端122则用于安装注液嘴130。封堵件140具有封堵连通孔103的封堵位置以及解封连通孔103的解封位置，从而控制第一腔体101与第二腔体102的连通与否。第一阀体150与上述第二腔体102连通，其用于与注液杯100之外的负压装置300配合，进而抽离第二腔体102中的气体，以使第二腔体102内呈负压环境。

与目前市场上的注液机构相比，本申请实施例提供的注液机构1中的第一阀体150及负压装置300依次连接于杯身110。即是，该第一阀体150与负压装置300位于阀门120的上游，而非阀门120的下游。一方面，第一阀体150与注液嘴130之间的距离较远，这可以降低注液嘴130中附着的电解液结晶被吸入第一阀体150或负压装置300的风险；另一方面，第二腔体102的截面较注液嘴130与第一阀体150管径更大，即使有电解液结晶脱离注液嘴130，其更多地也是落入第二腔体102并沉降在第二腔体102的底部，而并不易吸入第一阀体150。故本申请实施例提供的注液机构1可以降低目前注液嘴130内的结晶电解液容易进入负压模块的管道或阀体的风险。

为便于理解，接下来结合图1与图2依次对上述杯身110、阀门120、注液嘴130、封堵件140以及第一阀体150的具体结构作详细说明。

对于前述杯身110，请参阅图1与图2，其具体包括第一杯体111、第二杯体112、隔板113以及底座114；该第一杯体111、隔板113、第二杯体112以及底座114沿图示预设方向X依次设置。其中，第一杯体111整体呈沿图示预设方向X延伸的筒状结构，其设有沿预设方向X贯通的第一腔体101。第二杯体112整体亦呈沿图示预设方向X延伸的筒状结构，其设有沿预设方向X贯通的第二腔体102。隔板113则呈的板状结构，并设于第一杯体111与第二杯体112之间。隔板113的一面盖设于上述第一腔体101的一端，另一面则盖设于第二腔体102的一端；即是说，第一腔体101与第二腔体102均有一端均通向隔板113。隔板113上设有连通第一腔体101与第二腔体102的连通孔103，进而便于第一腔体101中的电解液流向第二腔体102。较优地，为减少第一腔体101中的电解液在隔板113上的残留量，从而影响杯身110本身的备液精度，连通孔103包括靠近第一腔体101的第一导槽1031以及靠近第二腔体102的第一孔1032。其中，自靠近第一孔1032的一端至靠近第一腔体101的一端，第一导槽1031的截面轮廓逐渐扩张呈喇叭状；则第一导槽1031的内壁构成一斜面，第一腔体101中的电解液会顺着该斜面流向第一孔1032和第二腔体102，而不易残留在隔板113朝向第一腔体101的一侧。更优地，第一导槽1031靠近第一腔体101一端的截面轮廓与第一腔体101于垂直于上述预设方向X的截面轮廓大致相当，从而起到更好地防止电解液残留的效果。底座114盖设于第二腔体102背离隔板113的一端，其设有上述与第二腔体102相连通的出液口104，用于供杯身110内的电解液流向阀门120。如此，加液装置200注入的电解液可依次经由第一腔体101、连通孔103、第二腔体102以及出液口104流向阀门120。

进一步地，为避免向第一腔体101备液的过程中电解液溅出杯身110之外，该杯身110还包括顶盖115。具体地，请继续参阅图2，顶盖115呈扁平状结构，其盖设于第一腔体101背离隔板113的一端，从而可以起到阻止电解液外溅的作用。相应地，顶盖115设有进液口，以便于加液装置200通过其向第一腔体101内添加电解液。更进一步地，为保证杯身110较佳的密封效果，以防止电解液从各部件的连接部位外漏，上述顶盖115与第一杯体111之间、第一杯体111与隔板113之间、隔板113与第二杯体112之间，以及第二杯体112与底座114之间均设有密封圈；密封圈通过弹性形变填充杯身110中相邻两部件间的间隙，从而实现气液密封。

可以理解的是，即使本实施例中，杯身110是如上包括分体设置的第一杯体111、第二杯体112、隔板113、底座114以及顶盖115，但本申请并不局限于此，只要保证杯身110上述设有由隔板113间隔开的第一腔体101与第二腔体102，且隔板113设有连通孔103，杯身110设有与第二腔体102连通的出液口即可。例如，本申请其他的一些实施例中，第一杯体111与隔板113一体成型，第二杯体112与底座114一体成型，隔板113盖设于第二杯体112；又例如，在本申请其他的另一些实施例中，第一杯体111与第二杯体112一体成型成一筒状结构，隔板113安装于该筒状结构内，并将该筒状结构的内腔分隔为第一腔体101与第二腔体102，底座114则盖设于第二腔体102背离第一腔体101的一端；在此不一一详举说明。

对于前述阀门120，请继续参阅图1与图2，阀门120通过进液端121安装于上述出液口104处，通过出液端122安装注液嘴130。阀门120具有打开状态与关闭状态，并可通过手动或自动控制的方式在两状态之间切换，本申请不对其切换的操作方式作出限定。其中，于打开状态，上述进液端121与出液端122之间处于液路或气路连通的状态，进液端121(或出液端122)的液体或气体可以流向出液端122(或进液端121)；于关闭状态，上述进液端121与出液端122之间则处于液路或气路断开的状态，进液端121(或出液端122)的液体或气体不能流向出液端122(或进液端121)。

对于前述注液嘴130，请继续参阅图1与图2，注液嘴130安装于阀门120的出液端122。注液嘴130的一端与上述出液端122连通，另一端则是用于在锂离子电池2注液过程中与锂离子电池2上的注液口对接。

对于前述封堵件140，请继续参阅图1与图2，封堵件140的至少部分伸入第一腔体101内。该封堵件140可以在该封堵位置与解封位置之间运动。其中，于封堵位置，封堵件140封堵上述连通孔103，此时，第一腔体101与第二腔体102之间彼此隔绝，第一腔体101内的电解液不能流入第二腔体102；于解封位置，封堵件140则打开连通孔103，此时，第一腔体101与第二腔体102之间通过连通孔103实现连通，第一腔体101内的电解液可以流入第二腔体102。本实施例中，封堵件140呈杆状结构并穿设顶盖115设置，其一端伸入第一腔体101内并靠近隔板113设置，另一端则背离第二腔体102延伸至第一杯体111之外。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，封堵件140亦可以是杆状之外的其他形状，或者整体位于第一腔体101内，本申请不对其形状构造及设置位置作具体限定，只要保证封堵件140可在上述封堵位置与解封位置之间活动，以适时地的封堵或打开连通孔103即可。例如，在本申请其他的一些实施例中，封堵件140包括阀门，其安装于连通孔103处，并可相对连通孔103平移和/或旋转，以在上述封堵位置与解封位置之间运动；而至于阀门活动的方式，其可以是手动操作实现，如通过拨动阀门或与阀门相连接的结构，亦可以是通过电控实现，在此不作限定。

进一步地，为便于控制封堵件140可在封堵位置与解封位置之间实现切换，该注液机构1还包括驱动装置500。具体地，驱动装置500与封堵件140连接，其用于驱动封堵件140沿上述预设方向X于封堵位置与解封位置之间运动。本实施例中，驱动装置500包括电机、丝杠以及螺母；丝杆沿预设方向X延伸，电机与丝杆的一端连接，螺母与丝杆螺纹连接并与封堵件140固定；则电机可通过驱动丝杆转动，进而带动螺母及封堵件140沿上述预设方向X往返运动，从而实现封堵件140在封堵位置和解封位置之间的切换。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，驱动装置500还可以是气缸、油缸等其他任意可以实现直线运动输出的机构，亦或是可以实现弧线运动输出的机构，只要其可使封堵件140发生位移，从而打开或封堵连通孔103即可，在此不一一详举说明。

对于上述第一阀体150，请继续参阅图1与图2，该第一阀体150安装于杯身110，并与第二腔体102连通。第一阀体150具有第一通气端与第二通气端；其中，第一通气端靠近第二腔体102，第二通气端则是远离第二腔体102。第一阀体150具有打开状态和关闭状态；于打开状态，第一通气端与第二通气端之间气路连通，第二腔体102可以和经由第二通气端与杯身110的外部实现气流交换；于关闭状态，第一通气端与第二通气端之间气路断开，第二腔体102则不能经由第二通气端和杯身110的外部实现气流交换。本实施例中，第一阀体150包括真空阀，由此便于其连接下文述及的负压装置300后控制第二腔体102内的真空度；可以理解的是，第一阀体150的设置旨在提供一个可以控制第二腔体102与杯身110外界气路连通与否的结构，在本申请的其他实施例中，第一阀体150亦可以包括常压阀等其他阀体结构。

对于上述加液装置200，请继续结合图1与图2，其一端通过管道伸入上述第一腔体101，该加液装置200用于向第一腔体101内添加电解液。对于加液装置200的结构形式，其实则是多样的，本申请不对其作出具体限定。例如，在一些实施例中，加液装置200包括液泵、进液管以及出液管，该液泵通过进液管吸入电解液，并通过出液管将电解液排入第一腔体101。

对于上述负压装置300，请继续参阅图1与图2，负压装置300与上述第一阀体150的第二通气端连接，并用于与第一阀体150共同配合以适时地抽离第二腔体102中的气体，使第二腔体102呈负压环境，进而便于在对锂离子电池2注液之前实现对锂离子电池2壳体的抽真空。负压装置300与第一阀体150共同构成了该注液机构1的负压模块。本实施例中，负压装置300包括真空泵；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，负压装置300亦可以是其他结构形式，只要其具有抽气功能即可。

进一步地，为便于该注液机构在对锂离子电池2注液过程中或注液结束之后，将第二腔体102中的液体压入锂离子电池2中，该注液杯100还包括第二阀体160，相应地，注液机构1还另外包括正压装置400。具体地，该第二阀体160安装于杯身110，并与第二腔体102连通。第二阀体160具有第三通气端与第四通气端；其中，第三通气端靠近第二腔体102并与第二腔体102连通，第四通气端则是远离第二腔体102。第二阀体160具有打开状态和关闭状态；于打开状态，第三通气端与第四通气端之间气路连通，第二腔体102可以和经由第四通气端与杯身110的外部实现气流交换；于关闭状态，第三通气端与第四通气端之间气路断开，第二腔体102则不能经由第四通气端和杯身110的外部实现气流交换。本实施例中，第二阀体160包括正压阀，由此便于在其连接正压装置400后控制第二腔体102内的气压；可以理解的是，第二阀体160的设置旨在提供一个可以控制第二腔体102与杯身110外界气路连通与否的结构，在本申请的其他实施例中，第二阀体160亦可以包括常压阀等其他阀体结构。正压装置400上述第二阀体160的第四通气端连接，并用于与第二阀体160共同配合以适时地向第二腔体102内通入气体，如空气和/或惰性气体。本实施例中，正压装置40包括空压机；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，正压装置40亦可以是其他结构形式，只要其可向第二腔体102通入气体即可。

更进一步地，为便于第二腔体102处于负压或正压环境后恢复至常压，上述注液杯100还包括第三阀体170。具体地，该第一阀体150安装于杯身110，并与第二腔体102连通，其具有第一通气口与第二通气口；其中，第一通气口靠近第二腔体102并与第二腔体102连通，第二通气口则是远离第二腔体102并与注液杯100的外部大气连通。第三阀体170具有打开状态和关闭状态；于打开状态，第一通气口与第二通气口之间气路连通，第二腔体102可以和经由第二通气口与杯身110的外部实现气流交换；于关闭状态，第一通气口与第二通气口之间气路断开，第二腔体102则不能经由第二通气口和杯身110的外部实现气流交换。本实施例中，第三阀体170包括常压阀。

在本实施例中，上述第一阀体150、第二阀体160以及第三阀体170具体通过连接管181以及气液分离器180而间接地安装于杯身110。具体来说，上述隔板113设有气流通道1131，该气流通道1131的一端通向上述第二腔体102，另一端则通向杯身110的外界环境。连接管181的一端安装于该气流通道1131，另一端则与气液分离器180的进气端连接。气液分离器180用于过滤液体及固体，而允许气体通过；其设置的主要目的在于避免负压装置300工作过程中将杯身110内的电解液吸附上述各阀体或负压装置，进而对阀体及负压装置300造成腐蚀。上述第一阀体150、第二阀体160以及第三阀体170则安装于气液分离器180的出气端。

为便于该注液机构1可在对锂离子电池2初步注液结束后能够及时获知该信息，以便于封堵件140及时地封堵连通孔103，进而便于注液机构1后续通过正压装置400、第三阀体170以及负压装置300对锂离子电池2进行正负压循环过程，上述注液杯100还包括压力计190，该压力计190用于检测第二腔体102内的气压；正负压循环过程会在注液机构1的工作过程原理中详细说明。具体地，在注液过程中第一腔体101内的电解液会封堵连通孔103，则第二腔体102一直处于负压状态；而当第一腔体101内的电解液全部流出之后，第二腔体102将与第一腔体101连通并恢复至常压状态。当压力计190检测到第二腔体102内呈常压时，则说明第一腔体101内的电解液全部已流入第二腔体102；此时，封堵件140自解封位置运动至封堵位置。此外，在本申请其他的一些实施例中，注液机构1还可以通过其他方式实现上述目的；例如，在一些实施例中，注液杯100包括安装于杯身110的计时器，该计时器用于计量封堵件140处于解封位置的时间，当计时器计量到封堵件140在解封位置预定时长后，封堵件140即从解封位置运动至封堵位置；其中，所述“预定时长”为锂离子电池2在注液过程中接收预设体积或质量的电解液的时间，其与上述“预设体积或质量”呈正相关，并与连通孔的截面积则呈负相关。即是，当封堵件140在解封位置维持预定时长时，第一腔体101已经流出注液过程所需要的足量电解液。两种实施方式相比，第一种实施方式需要控制加液装置200向第一腔体101内精准地加入定量电解液；而第二种实施方式则无需如此，只要保证加液装置200向第一腔体101加入的电解液不少于初步注液过程中所需要的电解液即可。

此外，该注液机构1还包括控制器。请参阅图3，其示出了注液机构1中控制器与其他部件的连接示意图，并结合其他附图，该控制器600分别与上述阀门120、加液装置200、负压装置300、正压装置400、驱动装置500电连接，其用于控制各装置适时地运动，从而实现对自动化的注液过程。

接下来结合各附图对该注液机构1的工作过程进行说明。

于初始状态，阀门120处于关闭状态、封堵件140处于封堵位置。该注液机构1的具体注液过程由控制器控制相应装置实现，具体如下：

S110：控制负压装置300启动，以对第二腔体102进行预抽真空至第一预设真空度，例如当锂离子电池需要抽真空至-70千帕(KPa)时，该第一预设真空度可以为-65KPa；同时，控制加液装置200向第一腔体101内输入电解液以进行备液。该步骤进行的同时，外部的上料机构将锂离子电池2输送至注液嘴130下方，并使注液嘴130与锂离子电池2上的注液孔对接。

S120：控制阀门120切换至打开状态，以使负压装置300进一步对锂离子电池2进行抽真空至第二预设真空度，例如上述的-70KPa。

S130：控制封堵件140运动至解封位置，则第一腔体101内的电解液会依次经由连通孔103、第二腔体102、出液口104、阀门120、注液嘴130流入锂离子电池2的壳体内。

S140：在向锂离子电池2注入预设体积的电解液后，控制封堵件140运动至封堵位置。具体地，当第二腔体102内的气压为常压时，或者计时器检测到封堵件140在解封位置维持预定时长(如5S，10S等)时，控制驱动装置500驱使封堵件140自解封位置复位至封堵位置。

S150：对锂离子电池进行正负压循环过程。具体地，首先，控制第三阀体170关闭，并控制正压装置400启动，以向第二腔体102通入气体，进而对第二腔体102及锂离子电池2壳体内加压至第一预设压力值，并保压第一预设时长；该步骤一方面可以将第二腔体102中的电解液压入锂离子电池壳体中，避免电解液的浪费；另一方面还有利于促进电解液在锂离子电池2壳体内流动，将锂离子电池2壳内的空气向外挤出。然后，控制第三阀体170打开，以对第二腔体102泄压至常压状态。之后，控制第三阀体170关闭，并控制负压装置300启动，以对第二腔体102抽负压至第二预设压力值，以促进第二腔体102及锂离子电池内气体的排出。最后，控制第三阀体170打开，以对第二腔体102泄压至常压状态。该正负压循环过程可以循环进行多次，当然具体循环次数视锂离子电池2的规格而定。值的一提的是，其中，本申请文件中所述的“常压”意为该注液方法所执行的区域的大气压。

S160：关闭阀门120，同时上述上料机构带动锂离子电池2运动至下一工位。至此，单个锂离子电池2的注液过程结束。

综上，本申请实施例提供的注液机构1包括注液杯100、加液装置200、负压装置300、正压装置400以及驱动装置500。其中，注液杯100包括杯身110、阀门120、注液嘴130、封堵件140、第一阀体150、第二阀体160以及第三阀体170。杯身110具有由隔板113分隔的第一腔体101与第二腔体102；第一腔体101用于存储电解液以在注液前进行备液，第二腔体102与第一阀体150连通，其用于对锂离子电池2抽真空前提供一预抽真空的环境，以及在对锂离子电池2正式抽真空时充当一气流通道。负压装置300用于与第一阀体150配合以适时地对第二腔体102进行抽真空。正压装置400则用于与第二阀体160共同配合以适时地向第二腔体102通入气体。驱动装置500用于驱动封堵件140在封堵位置与解封位置之间运动，以使封堵件140可以打开或封堵上述连通孔，进而控制第一腔体101与第二腔体102的连通与否。

与目前市场上的注液机构相比，本申请实施例提供的注液机构1中的第一阀体150及负压装置300依次连接于杯身110。即是，该第一阀体150与负压装置300位于阀门120的上游，而非阀门120的下游。一方面，第一阀体150与注液嘴130之间的距离较远，这可以降低注液嘴130中附着的电解液被吸入第一阀体150或负压装置300的风险；另一方面，第二腔体102的截面较注液嘴130与第一阀体150管径更大，即使有电解液脱离注液嘴130，其更多地也是落入第二腔体102并沉降在第二腔体102的底部，而并不易吸入第一阀体150。故本申请实施例提供的注液机构1可以降低目前注液嘴130内的电解液容易进入负压模块的管道或阀体的风险。

此外，第二腔体102可为负压装置300提供一个进行预抽真空的空间，由于预抽真空是与锂离子电池2上料同时进行的，因此该预抽真空过程并不会额外增加锂离子电池2的制造周期；进而便于缩短后续进一步对锂离子电池2正式抽真空的时间，从而整体缩短锂离子电池2的制造周期。

同时，在第一腔体101内的电解液流入锂离子电池2壳体内的过程中，第二腔体102与锂离子电池2壳体内空间共同构成一较大的负压腔室。目前市场上注液机构1中的负压模块直接连接于注液嘴，其负压腔室由注液嘴的通道与锂离子电池2的壳内空间组成；与之相比，本申请实施例提供的注液机构1的负压腔室更大，因此在注液过程中的真空度损失较小，所以第一腔体101内的电解液仍能够以较快的速度流入第二腔体102和锂离子电池2内。即是，第二腔体102的设置还能够提升电解液进入锂离子电池2的速率，进一步缩短锂离子电池2的制造周期。

本申请实施例还提供了一种注液杯100，请参阅图4，其示出了该注液杯100的示意图，该注液杯100与上述实施例中的注液杯结构相同，在此则不对其进行赘述。

与上述注液机构的效果同理，本实施例提供的注液杯100可以降低目前注液嘴130内的电解液容易进入第一阀体或负压装置的风险。

本申请实施例还提供了一种注液化成设备。该注液化成设备包括注液机构与化成机构。其中，该注液机构为上述实施例中所述的注液机构1，其用于向锂离子电池2进行注液。化成机构则用于对锂离子电池2进行化成。在本实施例中，该注液化成设备为一体式设备，即是说注液机构与化成机构集成于一起。该设置有利于减少注液化成工序所需的设备数量，例如物流运输线等；此外，其还可以减小注液化成过程中设备所占用的整体空间，即是可提高生产空间的利用率。

锂离子电池的制造需要依次经过注液、静置与化成过程。其中，注液是指将电解液注入锂离子电池壳体内。静置是在注液之后将锂离子电池静态放置一段时间，静置时间通常介于8～72小时之间；静置的目的旨在使锂离子电池中的极片被电解液充分浸润，进而便于后续化成过程在极片表面形成均匀且致密的固体电解质界面(Solid electrolyteinterface,SEI)膜。化成则是指对制造出来的锂离子进行第一次充电，旨在于在极片表面形成一层钝化层，即上述SEI膜；SEI膜的形成能够很好地阻止活性物质塌陷脱落，保证锂离子电池优良的充放电性能及较长的使用寿命。三个工序的存在使得锂离子电池的制造周期较长；并且制造厂商还需要另外为锂离子电池的静置准备放置空间和放置装置，如厂房、货架等；由此使得锂离子电池的整体制造周期长，制造成本高。

本申请还提供一种锂离子电池的制造方法(以下简称制造方法)，以改善当前锂离子电池的整体制造周期长的现状。请参阅图5，其示出了该制造方法的流程示意图，该制造方法包括注液化成过程，该注液化成过程具体包括以下步骤：

S210：将电解液注入锂离子电池的壳体内；

S220：在电解液注入锂离子电池的壳体完成后，对锂离子电池进行化成。

本制造方法旨在利用锂离子电池化成过程中产生的热量来促电解液对极片的浸润。具体来说，化成产生的热量能够促进电解液中的锂离子等成分在锂离子电池壳体内的扩散，进而较好地浸润极片；此外，化成产生的热量还能够促进极片与相邻结构之间局部微量气体的逸出，因此化成过程所产生的热量能够加速电解液对极片的浸润，且浸润效果优。同时，本制造方法省略了注液步骤与化成步骤之间占时较长的静置过程，故本制造方法可以缩短锂离子电池的制造周期；同时，锂离子电池厂商也无需专门提供静置锂离子电池所需的放置空间。

接下来结合上述实施例及附图，以该方法应用于上述注液化成设备为例进行说明，同时结合图6，其示出了步骤S210的具体流程示意图，该步骤S210包括：

S211：控制阀门120处于关闭状态，并控制封堵件140处于封堵位置。则第一腔体101的底部封堵，便于储存电解液；第二腔体102呈一基本密封的腔室，便于进行后续的预抽真空过程。

S212：控制负压模块对第二腔体102进行预抽真空至第一预设真空度。其中，负压模块包括上述第一阀体150以及负压装置300。具体地，控制负压装置300启动，以对第二腔体102进行预抽真空至第一预定真空度，第一预定真空度的值具体视锂离子电池需要抽至的第二预定真空度而定，其绝对值略小于第二预定真空度的绝对值。例如，当锂离子电池需要抽真空至-70KPa时，该第一预定真空度可以为-65KPa。事实上，也可以使第一预定真空度的绝对值大于第二预定真空度的绝对值；例如，通过精准地控制第一真空度值使得，在阀门120打开后第二腔体102与锂离子电池2壳体内部共同构成个腔室达到第二预定真空度。但由于不同锂离子电池之间形状的差异性使得各锂离子电池2的真空度均会存在一定差异。值得说明的是，预抽真空过程可以和锂离子电池上料的过程同步进行，因此该过程不会额外增加锂离子电池制造周期；预抽真空的步骤还有利于缩减后续对锂离子电池2正式抽真空的时间。

S213：控制加液装置200向第一腔体101注入电解液进行备液，以便于后续注入锂离子电池2壳体内。

S214：控制出液嘴130与锂离子电池2的注液孔对接。

S215：控制阀门120切换至打开状态。

S216：控制负压模块对第二腔体102进行抽真空至第二预设真空度。例如，通过上述负压装置300与第一阀体150对第二腔体102以及锂离子电池2的壳体进行抽真空至上述-70KPa。

S217：控制封堵件140切换至解封位置，以使第一腔体101中的电解液流入壳体内。具体地，控制驱动装置500驱使封堵件140沿上述预设方向X自封堵位置运动至解封位置，从而打开连通孔103；如此，第一腔体101中的电解液会经由连通孔103流入第二腔体102。

进一步地，为便于将第二腔体102内壁残留的电解液压入锂离子电池内部，本制造方法还包括：

S218：在上述控制封堵件140切换至解封位置的步骤之后，控制封堵件140切换至封堵位置。如此，第一腔体101与第二腔体102之间彼此隔绝独立。在一些实施例中，当封堵件140于解封位置维持预定时长后，控制封堵件140切换至封堵位置；具体来说，可以通过上述计时器计量封堵件140在解封位置维持的时间，当维持预定时长后，则控制驱动装置500驱动封堵件140自解封位置运动至封堵位置。在另一些实施例中，当检测到第二腔体102内的气压与杯身110外部的大气压相同时，控制封堵件140切换至封堵位置；具体来说，可以通过上述压力计检测第二腔体102的气压，当检测到的气压值与外界大气压相同时，则控制驱动装置500驱使封堵件140自解封位置运动至封堵位置。

为在锂离子电池2在化成之前，将第二腔体102内壁面的电解液压入锂离子电池2壳体内，并使锂离子电池此时即具有较佳的浸润效果，请结合图5，该制造方法还包括：

S230：在对锂离子电池进行化成之前，对该锂离子电池进行正负压循环过程。具体地，请参阅图7，其示出了步骤S230的具体流程示意图，同时结合其他附图，本实施例中，步骤S230依次进行的如下步骤包括：

S231：向锂离子电池壳体内加压至第一预设压力值，并保压第一预设时长。具体地，控制正压装置400启动以向第二腔体102内通入气体，进而使得第二腔体102内为第一预设压力值，并维持第一预设时长。其中，第一预设压力值大于该制造方法所执行的区域的大气压压力值。例如在一些实施例中，向第二腔体102内通入气体至第二腔体102内的气压为150KPa，并维持10S。较优地，上述通入的气体包括惰性气体，例如包括氦气、氮气和氩气中的至少一种；当然，在其他实施例中，还可以包括其他类型的惰性气体，在此不一一详举。该步骤一方面可促进第二腔体102内壁上电解液流入锂离子电池壳体内，减少第二杯体112内壁面上电解液的残留量；另一方面还可促进电解液在锂离子电池2壳体内流动，进而将锂离子电池2壳内的空气向外挤出，强化电解液浸润的效果。

S232：对锂离子电池壳体泄压至常压。其中，本申请文件中所述的“常压”意为该制造方法所执行的区域的大气压。

S233：对锂离子电池壳体内抽负压至第二预设压力值，并保压第二预设时长。具体地，控制负压装置300启动以对第二腔体102抽负压，进而使得第二腔体102内为第二预设压力值，并维持第二预设时长。其中，第二预设压力值小于该制造方法所执行的区域的大气压压力值。例如在一些实施例中，对第二腔体102抽真空至-50KPa，并维持10S。该步骤有利于促进锂离子电池2壳内的空气向外排出。

S234：对锂离子电池壳体泄压至常压。

由于步骤S230的占用时间相比于现有技术中静置占用的时间是明显更短的，因此该制造方法仍能够缩短锂离子电池2的制造周期。值得一提的是，步骤S232与步骤S234在某些情况下是可以省略的，步骤S231与步骤S233之间的顺序是可以互换的。此外，步骤S230可以循环多次，具体循环次数视锂离子电池2的规格而定。

步骤S220则具体包括：向锂离子电池施加预设强度的电流，并持续预设时长，以使极片表面形成上述SEI膜。

进一步地，考虑到锂离子电池2在化成过程中会导致电解液的消耗，而这在一定程度上会影响电解液对极片的浸润效果。为克服这一不足，该制造方法还包括步骤S221：在所述对锂离子电池2进行化成的过程中，向锂离子电池2壳体内补充电解液。更进一步地，为保证步骤S221进行时第一腔体101内存储有电解液，该制造方法还包括步骤S222：在所述对锂离子电池2进行化成的过程中，向第一腔体101注入电解液。

更进一步地，为在锂离子电池2化成的过程中进一步促进电解液对极片的浸润，以及排出化成过程中产生的气体，该制造方法还包括步骤S223：在所述对锂离子电池2进行化成的过程中，进行上述正负压循环过程。

进一步地，在化成过程结束之后，为稳定SEI膜形成的效果，并使锂离子电池2在出厂前能够存储更多的电解液，该制造方法在所述对锂离子电池进行化成的步骤之后，还包括：

S240：将锂离子电池静置设定时长。化成结束之后，锂离子电池2仍具有较高的温度，静置一定时间可以借助剩余的热量稳固SEI膜的形成效果。一般地，静置时间可以控制在几分钟至几个小时。较优地，在该步骤进行的过程中，也可以进行上述正负压循环过程。

S250：在步骤240之后，向所述壳体内补充电解液。一方面初次注液时所注入的电解液即可以是留有余量的，另一方面化成过程中会造成电解液的消耗；静置后补充电解液可以使锂离子电池在出厂时保有最大量的电解液，从而可提升锂离子电池的能量密度。

本申请还提供一种锂离子电池，该锂离子电池由上述制造方法制得。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种注液杯(100)，其特征在于，包括：

杯身(110)，设有间隔设置的第一腔体(101)与第二腔体(102)，所述杯身(110)包括分隔所述第一腔体(101)与所述第二腔体(102)的隔板(113)，所述隔板(113)设有连通所述第一腔体(101)与所述第二腔体(102)的连通孔(103)，所述杯身(110)还设有与所述第二腔体(102)连通的出液口(104)；

阀门(120)，具有进液端(121)与出液端(122)，所述进液端(121)安装于所述出液口(104)处；

封堵件(140)，具有封堵所述连通孔(103)的封堵位置以及解封所述连通孔(103)的解封位置；以及

第一阀体(150)，与所述第二腔体(102)连通，用于与所述注液杯(100)外部的负压装置配合以抽离所述第二腔体(102)中的气体。

2.根据权利要求1所述的注液杯(100)，其特征在于，还包括第二阀体(160)；

所述第二阀体(160)与所述第二腔体(102)连通，并用于与所述注液杯(100)外部的正压装置配合以向所述第二腔体(102)通入气体。

3.根据权利要求2所述的注液杯(100)，其特征在于，还包括安装于所述杯身(110)的常压阀；

所述常压阀具有第一通气口与第二通气口，所述第一通气口与所述第二腔体(102)连通，所述第二通气口与所述注液杯(100)外部的大气连通。

4.根据权利要求2所述的注液杯(100)，其特征在于，还包括安装于所述杯身(110)的压力计(190)，所述压力计(190)用于检测所述第二腔体(102)内的气压。

5.根据权利要求2所述的注液杯(100)，其特征在于，所述杯身(110)包括沿预设方向依次设置的第一杯体(111)、所述隔板(113)以及第二杯体(112)；

所述第一杯体(111)设有贯通的所述第一腔体(101)，所述第一腔体(101)的一端通向所述隔板(113)；

所述第二杯体(112)设有所述第二腔体(102)，所述第二腔体(102)的一端通向所述隔板(113)。

6.根据权利要求5所述的注液杯(100)，其特征在于，所述杯身(110)还包括底座(114)；

所述底座(114)盖设于所述第二腔体(102)背离所述隔板(113)的一端，并设有所述出液口(104)。

7.根据权利要求5所述的注液杯(100)，其特征在于，所述杯身(110)还包括顶盖(115)；

所述顶盖(115)盖设于所述第一腔体(101)背离隔板(113)的一端，并设有进液口。

8.根据权利要求7所述的注液杯(100)，其特征在于，所述封堵件(140)穿过所述顶盖(115)而伸入所述第一腔体(101)。

9.根据权利要求2所述的注液杯(100)，其特征在于，还包括计时器；

所述计时器安装于所述杯身(110)。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的注液杯(100)，其特征在于，还包括注液嘴(130)，所述注液嘴(130)安装于所述阀门(120)的出液端(122)。

11.一种注液机构(1)，其特征在于，包括如权利要求2至10中任一项所述的注液杯(100)。

12.根据权利要求11所述的注液机构(1)，其特征在于，还包括负压装置(300)；

所述负压装置(300)与所述第一阀体(150)连接，所述负压装置(300)用于与所述第一阀体(150)共同配合以抽离所述第二腔体(102)内的气体。

13.根据权利要求12所述的注液机构(1)，其特征在于，还包括正压装置(400)；

所述正压装置(400)与所述第二阀体(160)连接，所述正压装置(400)用于与所述第二阀体(160)共同配合以向所述第二腔体(102)内通入气体。

14.根据权利要求13所述的注液机构(1)，其特征在于，还包括驱动装置(500)；

所述驱动装置(500)与所述封堵件(140)连接，用于驱动所述封堵件(140)于所述封堵位置与所述解封位置之间运动。

15.根据权利要求14所述的注液机构(1)，其特征在于，还包括控制器；

所述负压装置(300)、所述正压装置(400)及所述驱动装置(500)均与所述控制器电连接。

16.一种注液化成设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至10所述的注液杯(100)；或者，

如权利要求11至15所述的注液机构(1)。

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