CN116443305A - 一种三元动力锂电池电解液封装设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池电解液技术领域，公开了一种三元动力锂电池电解液封装设备及方法，所述三元动力锂电池电解液封装设备包括：推杆；转杆；以及制动组件；通过入料管向桶体输送电解液时，入料管内的电解液流撞击推杆使其向下翻转，推杆通过制动组件对旋转组件进行制动，则旋转组件无法带动多个转杆往复旋转；入料管无流通的电解液，推杆通过制动组件复位，即推杆向上翻转，使制动组件解除对旋转组件的制动，则旋转组件继续带动位于最高点的转杆并传动其余多个转杆的往复旋转，继续对桶体内的电解液进行搅拌，以保持电解液的活性，如此即可实现在入料时暂停对桶体内电解液的搅拌，避免电解液飞溅，同时降低驱动成本。
Description
技术领域
本发明具体涉及锂电池电解液技术领域，具体涉及一种三元动力锂电池电解液封装设备及方法。
背景技术
三元锂电池是锂电池的一种，这种电池的正极是由三元材料制成的。三元材料分别指镍、钴和锰。一些三元锂电池的阳极将由镍、钴和铝制成。三元锂电池是一种性能良好的电池，大多数纯电动汽车都使用这种电池。
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。
一般来说，三元动力锂电池电解液在制备完成后需要使用专业的封装设备对电解液进行封装，以保障后续注液后电池内部的化学反应进行；目前市面上的三元动力锂电池电解液封装设备通过旋转包装桶或是搅拌其内电解液实现电解液的活性保持，但是在向包装桶内输入电解液时旋转包装桶或是搅拌其内电解液均会导致电解液飞溅，且此时电解液流动无需旋转包装桶或是搅拌其内电解。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种三元动力锂电池电解液封装设备及方法，以解决在向包装桶内输入电解液时旋转包装桶或是搅拌其内电解液均会导致电解液飞溅的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种三元动力锂电池电解液封装设备，包括：
桶体、连接其与电解液制备设备的入料管以及连接其与注液头的出料管；
所述封装设备还包括：
推杆，转动安装于入料管侧壁上，并与入料管内的电解液流干涉；
转杆，多个所述转杆均转动安装于桶体侧壁上，并交错布设，位于最高点的转杆由旋转组件驱动进行往复旋转，多个所述转杆之间干涉；以及
制动组件，与转杆连接，用于制动旋转组件，当入料管向桶体输送电解液，电解液流撞击转杆旋转，转杆带动制动组件对旋转组件制动。
作为本发明进一步的方案：所述转杆上设置有多个用于流通电解液的通孔。
作为本发明进一步的方案：多个所述转杆内均设置有冷却管，且冷却管通过波纹管与外部冷却液箱连接。
作为本发明进一步的方案：所述旋转组件包括：
半齿轮，转动安装于桶体外壁上，并由驱动源驱动旋转，所述半齿轮与制动组件干涉；
齿条箱，其两侧内壁设置有与半齿轮啮合的齿条，且所述齿条箱通过第一连杆与位于最高点的转杆连接；以及
第一弹性件，多个所述第一弹性件分别与位于最高点的转杆下方的多个转杆一一对应，且位于最高点的转杆下方的转杆通过第一弹性件与桶体外壁连接。
作为本发明进一步的方案：所述制动组件包括：
棘轮，与半齿轮同轴固定连接；
棘爪，与棘轮咬合，并与第二连杆的一端固定连接，所述第二连杆的另一端与推杆转动连接；以及
第二弹性件，其两端分别与入料管外壁以及推杆连接，第二弹性件自由状态时，推杆位于入料管内的端部高于其位于入料管外的端部，且棘爪与棘轮分离；当棘爪上升至与棘轮咬合时，棘轮被制动无法旋转。
作为本发明进一步的方案：所述桶体的数量为两个，且两个桶体均通过出料管与注液头连通，其中一个所述桶体内设置有用于监测两个桶体内电解液余量的报警组件。
作为本发明进一步的方案：所述报警组件包括：
浮球，滑动设置于网箱内，所述网箱固定于桶体内壁上；以及
行程开关，安装于网箱内，所述行程开关位于浮球滑动路径的最低点，并与浮球干涉，所述行程开关与外部报警器连接。
一种三元动力锂电池电解液封装方法，其包括如上述所述的三元动力锂电池电解液设备，所述方法包括如下步骤：
将入料管与电解液制备设备连接，并将出料管与注液头连接；
旋转组件带动位于最高点的转杆往复旋转，转杆通过旋转组件带动其余多个转杆进行往复旋转；
通过入料管向桶体内输送电解液，电解液流撞击推杆，并带动推杆向下翻转，推杆通过制动组件对旋转组件制动；
停止向入料管输送电解液，制动组件带动推杆复位，并解除对旋转组件的制动，旋转组件继续带动位于最高点的转杆，位于最高点的转杆带动其余多个转杆进行往复旋转。
作为本发明进一步的方案：所述转杆通过旋转组件带动其余多个转杆进行往复旋转具体包括如下步骤：当所述位于最高点的转杆向下转动时，推动其下方的第一个转杆向下转动，该转杆推动其下方的转杆向下转动，位于最高点的转杆下方的多个交错的转杆以此方式逐级开始转动；当位于最高点的转杆向上转动时，旋转组件作用使得位于最高点的转杆下方的多个交错的转杆逐级复位，如此往复以对桶体内电解液进行搅拌。
本发明的有益效果：
(1)本发明中，通过入料管向桶体输送电解液时，入料管内的电解液流撞击推杆使其向下翻转，推杆通过制动组件对旋转组件进行制动，则旋转组件无法带动多个转杆往复旋转，多个转杆静止；入料结束后，入料管无流通的电解液，推杆通过制动组件复位，即推杆向上翻转，此过程中带动制动组件，使制动组件解除对旋转组件的制动，则旋转组件继续带动位于最高点的转杆并传动其余多个转杆的往复旋转，继续对桶体内的电解液进行搅拌，以保持电解液的活性，如此即可实现在入料时暂停对桶体内电解液的搅拌，避免电解液飞溅，同时降低驱动成本；
(2)本发明中，采用旋转组件驱动位于最高点的转杆进行旋转，当该位于最高点的转杆向下转动时，推动其下方的第一个转杆向下转动，该转杆推动其下方的转杆向下转动，位于最高点的转杆下方的多个交错的转杆以此方式逐级开始转动；当位于最高点的转杆向上转动时，旋转组件作用使得位于最高点的转杆下方的多个交错的转杆逐级复位，如此往复以对桶体内电解液进行搅拌；
(3)本发明中，当进行注液时，两个桶体内的电解液同时通过出料管向注液头流动，即两个桶体内的电解液同步出料，能够避免其中一个桶体内的电解液长时间不使用活性下降的问题；当桶体内电解液的液面高度高于浮球滑动路径的最高点时，浮球位于其滑动路径的最高点；当桶体内电解液进行注液至其液面高度下降时，浮力作用使得浮球下降，当浮球下降至其滑动路径的最低点时，浮球触发行程开关，行程开关向外部控制器发送信号，外部控制器控制外部报警器发出警报声提醒工作人员向桶体内补充电解液。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明中图1的A处局部放大结构示意图；
图3是本发明中转杆的结构示意图；
图4是本发明中图1的B处局部放大结构示意图；
图5是本发明中图1的C处局部放大结构示意图；
图6是本发明中通孔的结构示意图；
图7是本发明中图1的D处局部放大结构示意图。
图中：1、桶体；2、入料管；3、推杆；4、转杆；5、旋转组件；501、半齿轮；502、齿条箱；503、第一连杆；504、第一弹性件；6、制动组件；601、棘轮；602、棘爪；603、第二连杆；604、第二弹性件；7、通孔；8、冷却管；9、报警组件；901、浮球；902、网箱；903、行程开关；10、出料管。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图4所示，本发明为一种三元动力锂电池电解液封装设备，包括：
桶体1、连接其与电解液制备设备的入料管2以及连接其与注液头的出料管10；
所述封装设备还包括：
推杆3，转动安装于入料管2侧壁上，并与入料管2内的电解液流干涉；
转杆4，多个所述转杆4均转动安装于桶体1侧壁上，并交错布设，位于最高点的转杆4由旋转组件5驱动进行往复旋转，多个所述转杆4之间干涉；以及
制动组件6，与转杆4连接，用于制动旋转组件5，当入料管2向桶体1输送电解液，电解液流撞击转杆4旋转，转杆4带动制动组件6对旋转组件5制动。
在本实施例的一种情况中，所述入料管2以及出料管10上均安装有启闭阀；所述位于最高点的转杆4下方的多个转杆4通过旋转组件5复位；所述推杆3通过制动组件6复位。
本实施例在实际应用时，初始状态下，入料管2与出料管10均关闭，旋转组件5驱动位于最高点的转杆4进行旋转，当该位于最高点的转杆4向下转动时，推动其下方的第一个转杆4向下转动，该转杆4推动其下方的转杆4向下转动，位于最高点的转杆4下方的多个交错的转杆4以此方式逐级开始转动；当位于最高点的转杆4向上转动时，旋转组件5作用使得位于最高点的转杆4下方的多个交错的转杆4逐级复位，如此往复以对桶体1内电解液进行搅拌；当通过入料管2向桶体1输送电解液时，入料管2内的电解液流撞击推杆3使其向下翻转，推杆3通过制动组件6对旋转组件5进行制动，则旋转组件5无法带动多个转杆4往复旋转，多个转杆4静止；入料结束后，入料管2无流通的电解液，推杆3通过制动组件6复位，即推杆3向上翻转，此过程中带动制动组件6，使制动组件6解除对旋转组件5的制动，则旋转组件5继续带动位于最高点的转杆4并传动其余多个转杆4的往复旋转，继续对桶体1内的电解液进行搅拌，以保持电解液的活性，如此即可实现在入料时暂停对桶体1内电解液的搅拌，避免电解液飞溅，同时降低驱动成本；需要注液时，开启出料管10，桶体1内的电解液通过出料管10向注液头流动以实现后续注液。
如图1-图6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述转杆4上设置有多个用于流通电解液的通孔7。
在本实施例的一种情况中，多个所述转杆4内均设置有冷却管8，且冷却管8通过波纹管与外部冷却液箱连接。
本实施例在实际应用时，通过入料管2进入桶体1内的电解液撞击在转杆4上，并四散流动，如此逐级撞击，即可最大限度的保留电解液内电子活性，此过程中，部分电解液通过转杆4上的通孔7向下流动，包括转杆4往复旋转时电解液能够通过通孔7流动，均可提升电解液的流动性；冷却管8内通入冷却液，即可对桶体1内的电解液进行降温，避免电解液存放时温度升高。
如图1-图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述旋转组件5包括：
半齿轮501，转动安装于桶体1外壁上，并由驱动源驱动旋转，所述半齿轮501与制动组件6干涉；
齿条箱502，其两侧内壁设置有与半齿轮501啮合的齿条，且所述齿条箱502通过第一连杆503与位于最高点的转杆4连接；以及
第一弹性件504，多个所述第一弹性件504分别与位于最高点的转杆4下方的多个转杆4一一对应，且位于最高点的转杆4下方的转杆4通过第一弹性件504与桶体1外壁连接。
在本实施例的一种情况中，所述驱动源可以是电机组件，也可以是由电机带动的齿轮组件或者皮带轮组件，只要能够使得半齿轮501发生转动即可，本实施例在此不进行具体的限定；所述第一连杆503的两端分别与齿条箱502以及位于最高点的转杆4铰接；所述第一弹性件504可以选用如图5所示的弹簧，还可以选用其他具有弹性的部件替换，如硅胶柱，弹片等，在本实施例中不作具体的限定。
本实施例在实际应用时，驱动源驱动半齿轮501旋转，半齿轮501间歇性地与齿条箱502两侧内壁的齿条啮合，当半齿轮501与齿条箱502内一侧的齿条啮合时，半齿轮501带动齿条箱502进行直线运动，直至半齿轮501转离此侧齿条，随后半齿轮501与另一侧齿条啮合，并带动齿条箱502反向进行直线运动，直至半齿轮501转离此侧齿条，如此往复即可实现齿条箱502的往复直线运动，进而通过第一连杆503带动位于最高点的转杆4进行往复旋转，从而实现其下方交错的多个转杆4的往复旋转，以进行对桶体1内电解液的搅拌。
如图1-图5所示，作为本发明的一种优选实施例，所述制动组件6包括：
棘轮601，与半齿轮501同轴固定连接；
棘爪602，与棘轮601咬合，并与第二连杆603的一端固定连接，所述第二连杆603的另一端与推杆3转动连接；以及
第二弹性件604，其两端分别与入料管2外壁以及推杆3连接，第二弹性件604自由状态时，推杆3位于入料管2内的端部高于其位于入料管2外的端部，且棘爪602与棘轮601分离；当棘爪602上升至与棘轮601咬合时，棘轮601被制动无法旋转。
在本实施例的一种情况中，所述第二弹性件604可以选用如图2所示的弹簧，还可以选用其他具有弹性的部件替换，如硅胶柱，弹片等，在本实施例中不作具体的限定。
本实施例在实际应用时，初始状态下，棘爪602位于棘轮601的下方，当入料管2内电解液向下流入桶体1内时，电解液流推动推杆3旋转，推杆3位于桶体1外部的端部上升并带动第二连杆603上升，同时带动棘爪602上升，棘爪602上升至与棘轮601咬合时，棘轮601被制动无法旋转，则半齿轮501暂停旋转，进而使得多个转杆4停止搅拌电解液。
如图1-图7所示，作为本发明的一种优选实施例，所述桶体1的数量为两个，且两个桶体1均通过出料管10与注液头连通，其中一个所述桶体1内设置有用于监测两个桶体1内电解液余量的报警组件9。
在本实施例的一种情况中，所述报警组件9包括：
浮球901，滑动设置于网箱902内，所述网箱902固定于桶体1内壁上；以及
行程开关903，安装于网箱902内，所述行程开关903位于浮球901滑动路径的最低点，并与浮球901干涉，所述行程开关903与外部报警器连接。
需要说明的是，所述网箱902内设置有与浮球901滑动配合的滑道；本发明所述的驱动源、行程开关903、外部报警器等用电部件均与外部控制器连接，所述外部控制器为现有技术，本申请未对其进行改进，因此，不需要公开其具体的机械结构以及电路结构，并不影响本申请的完整性。
本实施例在实际应用时，当进行注液时，两个桶体1内的电解液同时通过出料管10向注液头流动，即两个桶体1内的电解液同步出料，能够避免其中一个桶体1内的电解液长时间不使用活性下降的问题；当桶体1内电解液的液面高度高于浮球901滑动路径的最高点时，浮球901位于其滑动路径的最高点；当桶体1内电解液进行注液至其液面高度下降时，浮力作用使得浮球901下降，当浮球901下降至其滑动路径的最低点时，浮球901触发行程开关903，行程开关903向外部控制器发送信号，外部控制器控制外部报警器发出警报声提醒工作人员向桶体1内补充电解液。
请参阅图1-图7所示，本发明实施例还提供了一种三元动力锂电池电解液封装方法，其也包括如上述实施例所述的三元动力锂电池电解液设备，所述方法包括如下步骤：
将入料管2与电解液制备设备连接，并将出料管10与注液头连接。
旋转组件5带动位于最高点的转杆4往复旋转，转杆4通过旋转组件5带动其余多个转杆4进行往复旋转；在实际应用时，驱动源驱动半齿轮501旋转，半齿轮501间歇性地与齿条箱502两侧内壁的齿条啮合，当半齿轮501与齿条箱502内一侧的齿条啮合时，半齿轮501带动齿条箱502进行直线运动，直至半齿轮501转离此侧齿条，随后半齿轮501与另一侧齿条啮合，并带动齿条箱502反向进行直线运动，直至半齿轮501转离此侧齿条，如此往复即可实现齿条箱502的往复直线运动，进而通过第一连杆503带动位于最高点的转杆4进行往复旋转，从而实现其下方交错的多个转杆4的往复旋转，以进行对桶体1内电解液的搅拌。
通过入料管2向桶体1内输送电解液，电解液流撞击推杆3，并带动推杆3向下翻转，推杆3通过制动组件6对旋转组件5制动；初始状态下，棘爪602位于棘轮601的下方，当入料管2内电解液向下流入桶体1内时，电解液流推动推杆3旋转，推杆3位于桶体1外部的端部上升并带动第二连杆603上升，同时带动棘爪602上升，棘爪602上升至与棘轮601咬合时，棘轮601被制动无法旋转，则半齿轮501暂停旋转，进而使得多个转杆4停止搅拌电解液。
停止向入料管2输送电解液，制动组件6带动推杆3复位，并解除对旋转组件5的制动，旋转组件5继续带动位于最高点的转杆4，位于最高点的转杆4带动其余多个转杆4进行往复旋转。
如图1-图7所示，作为本发明的一种优选实施例，所述转杆4通过旋转组件5带动其余多个转杆4进行往复旋转具体包括如下步骤：当所述位于最高点的转杆4向下转动时，推动其下方的第一个转杆4向下转动，该转杆4推动其下方的转杆4向下转动，位于最高点的转杆4下方的多个交错的转杆4以此方式逐级开始转动；当位于最高点的转杆4向上转动时，旋转组件5作用使得位于最高点的转杆4下方的多个交错的转杆4逐级复位，如此往复以对桶体1内电解液进行搅拌。
本发明的工作原理：本发明上述实施例中提供了一种三元动力锂电池电解液封装设备及方法，通过旋转组件5驱动位于最高点的转杆4进行旋转，当该位于最高点的转杆4向下转动时，推动其下方的第一个转杆4向下转动，该转杆4推动其下方的转杆4向下转动，位于最高点的转杆4下方的多个交错的转杆4以此方式逐级开始转动；当位于最高点的转杆4向上转动时，旋转组件5作用使得位于最高点的转杆4下方的多个交错的转杆4逐级复位，如此往复以对桶体1内电解液进行搅拌；当通过入料管2向桶体1输送电解液时，入料管2内的电解液流撞击推杆3使其向下翻转，推杆3通过制动组件6对旋转组件5进行制动，则旋转组件5无法带动多个转杆4往复旋转，多个转杆4静止；入料结束后，入料管2无流通的电解液，推杆3通过制动组件6复位，即推杆3向上翻转，此过程中带动制动组件6，使制动组件6解除对旋转组件5的制动，则旋转组件5继续带动位于最高点的转杆4并传动其余多个转杆4的往复旋转，继续对桶体1内的电解液进行搅拌，以保持电解液的活性，如此即可实现在入料时暂停对桶体1内电解液的搅拌，避免电解液飞溅，同时降低驱动成本。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种三元动力锂电池电解液封装设备，包括：
桶体(1)、连接其与电解液制备设备的入料管(2)以及连接其与注液头的出料管(10)；
其特征在于，所述封装设备还包括：
推杆(3)，转动安装于入料管(2)侧壁上，并与入料管(2)内的电解液流干涉；
转杆(4)，多个所述转杆(4)均转动安装于桶体(1)侧壁上，并交错布设，位于最高点的转杆(4)由旋转组件(5)驱动进行往复旋转，多个所述转杆(4)之间干涉；以及
制动组件(6)，与转杆(4)连接，用于制动旋转组件(5)，当入料管(2)向桶体(1)输送电解液，电解液流撞击转杆(4)旋转，转杆(4)带动制动组件(6)对旋转组件(5)制动。
2.根据权利要求1所述的一种三元动力锂电池电解液封装设备，其特征在于，所述转杆(4)上设置有多个用于流通电解液的通孔(7)。
3.根据权利要求1所述的一种三元动力锂电池电解液封装设备，其特征在于，多个所述转杆(4)内均设置有冷却管(8)，且冷却管(8)通过波纹管与外部冷却液箱连接。
4.根据权利要求1所述的一种三元动力锂电池电解液封装设备，其特征在于，所述旋转组件(5)包括：
半齿轮(501)，转动安装于桶体(1)外壁上，并由驱动源驱动旋转，所述半齿轮(501)与制动组件(6)干涉；
齿条箱(502)，其两侧内壁设置有与半齿轮(501)啮合的齿条，且所述齿条箱(502)通过第一连杆(503)与位于最高点的转杆(4)连接；以及
第一弹性件(504)，多个所述第一弹性件(504)分别与位于最高点的转杆(4)下方的多个转杆(4)一一对应，且位于最高点的转杆(4)下方的转杆(4)通过第一弹性件(504)与桶体(1)外壁连接。
5.根据权利要求4所述的一种三元动力锂电池电解液封装设备，其特征在于，所述制动组件(6)包括：
棘轮(601)，与半齿轮(501)同轴固定连接；
棘爪(602)，与棘轮(601)咬合，并与第二连杆(603)的一端固定连接，所述第二连杆(603)的另一端与推杆(3)转动连接；以及
第二弹性件(604)，其两端分别与入料管(2)外壁以及推杆(3)连接，第二弹性件(604)自由状态时，推杆(3)位于入料管(2)内的端部高于其位于入料管(2)外的端部，且棘爪(602)与棘轮(601)分离；当棘爪(602)上升至与棘轮(601)咬合时，棘轮(601)被制动无法旋转。
6.根据权利要求1所述的一种三元动力锂电池电解液封装设备，其特征在于，所述桶体(1)的数量为两个，且两个桶体(1)均通过出料管(10)与注液头连通，其中一个所述桶体(1)内设置有用于监测两个桶体(1)内电解液余量的报警组件(9)。
7.根据权利要求6所述的一种三元动力锂电池电解液封装设备，其特征在于，所述报警组件(9)包括：
浮球(901)，滑动设置于网箱(902)内，所述网箱(902)固定于桶体(1)内壁上；以及
行程开关(903)，安装于网箱(902)内，所述行程开关(903)位于浮球(901)滑动路径的最低点，并与浮球(901)干涉，所述行程开关(903)与外部报警器连接。
8.一种三元动力锂电池电解液封装方法，其特征在于，包括如权利要求1～7任一所述的三元动力锂电池电解液设备，所述方法包括如下步骤：
将入料管(2)与电解液制备设备连接，并将出料管(10)与注液头连接；
旋转组件(5)带动位于最高点的转杆(4)往复旋转，转杆(4)通过旋转组件(5)带动其余多个转杆(4)进行往复旋转；
通过入料管(2)向桶体(1)内输送电解液，电解液流撞击推杆(3)，并带动推杆(3)向下翻转，推杆(3)通过制动组件(6)对旋转组件(5)制动；
停止向入料管(2)输送电解液，制动组件(6)带动推杆(3)复位，并解除对旋转组件(5)的制动，旋转组件(5)继续带动位于最高点的转杆(4)，位于最高点的转杆(4)带动其余多个转杆(4)进行往复旋转。
9.根据权利要求8所述的一种三元动力锂电池电解液封装方法，其特征在于，所述转杆(4)通过旋转组件(5)带动其余多个转杆(4)进行往复旋转具体包括如下步骤：当所述位于最高点的转杆(4)向下转动时，推动其下方的第一个转杆(4)向下转动，该转杆(4)推动其下方的转杆(4)向下转动，位于最高点的转杆(4)下方的多个交错的转杆(4)以此方式逐级开始转动；当位于最高点的转杆(4)向上转动时，旋转组件(5)作用使得位于最高点的转杆(4)下方的多个交错的转杆(4)逐级复位，如此往复以对桶体(1)内电解液进行搅拌。
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2023
- 2023-04-27 CN CN202310467139.6A patent/CN116443305B/zh active Active
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