CN116487837A - 一种铝壳电池电解液真空注液系统及其注液方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝壳电池电解液真空注液系统及其注液方法，其包括储液罐，储液罐的出液口并联连接有至少一条输液路径，每一条输液路径上分别设有依次连接的注液泵、第一电磁阀、一级注液瓶、第二电磁阀、二级注液瓶、第三电磁阀、注液口伸缩气缸和注液密封口；真空箱内设有至少一个用于放置电池的注液工位，注液口伸缩气缸的伸缩杆为中空杆，输液管穿过伸缩杆与注液密封口连接，伸缩杆能够伸入真空箱内使注液密封口压紧电池注液孔并与其连通；真空泵分别与二级注液瓶和真空箱连接且其连接管道上设有电磁阀；在真空箱的破真空口上设置电磁阀。本发明具有注液精度高、产品质量好、生产效率高、节约成本，能够对一个或多个电池进行注液的优点。

Description

一种铝壳电池电解液真空注液系统及其注液方法

技术领域

本发明属于电池生产设备技术领域，具体涉及一种铝壳电池电解液真空注液系统及其注液方法。

背景技术

在铝壳电池的生产制造过程中，有道工序是给蓄电池注液电解液，而电解液由于不能接触空气原因，加入电解液是在槽盖封合后，再通过盖上的加液小孔加入，通常使用自动化设备来给畜电池注液电解液。由于电池内部结构复杂，加液孔小，注液液直接正压注入会非常慢，也不利于电池内部排气及电解液的吸收。目前市场上的注液机大多为真空定量注液机，利用真空负压注液电解液。其原理是使用定量泵将注液液从储液罐抽到注液机的注液瓶内，利用真空泵对电池及真空箱抽真空产生压差原理，把电解液通过管道和电池连接注入电池内。由于电池注液孔和注液口连接时需要密封，而市场上的灌装机都是通过气缸将真空箱的上盖压紧的同时，使上盖上的注液口压紧电池注液孔，注液口密封压力完全取决于真空箱上盖的压紧力度及高度，但由于真空箱上盖的高度是固定的，因而电池注液孔和注液口接触面高度需要精准调节，调试工作非常耗时间，后期使用过程中出现漏液情况非常多，也不能进行不同型号电池更换，只能针对同一款电池进行注液，不同电池需要配套型号注液机，造成非常大的成本投入，设备利用率偏低等情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种注液精度更高，能提高电池电解液注液质量和生产效率的铝壳电池电解液真空注液系统及其注液方法。

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种铝壳电池电解液真空注液系统，其包括储液罐、注液泵、一级注液瓶、二级注液瓶、注液口伸缩气缸、真空箱、真空泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀；

所述储液罐的顶部设有加液口，所述储液罐的底部设有出液口，所述出液口并联连接有至少一条输液路径，每一条所述输液路径上分别设有依次连接的所述注液泵、所述第一电磁阀、所述一级注液瓶、所述第二电磁阀、所述二级注液瓶、所述第三电磁阀和所述注液口伸缩气缸，所述注液口伸缩气缸的伸缩杆末端设有注液密封口；

所述真空箱内设有至少一个用于放置待注液电池的注液工位，所述注液口伸缩气缸安装在所述真空箱的外侧，所述注液口伸缩气缸的伸缩杆为中空杆，输液管穿过所述伸缩杆与所述注液密封口连接，所述伸缩杆能够伸入所述真空箱内使所述注液密封口压紧所述注液工位上的待注液电池的注液孔并与其连通；

所述真空泵分别与所述二级注液瓶和所述真空箱连接；所述第四电磁阀设置在所述真空泵与所述二级注液瓶连接的管道上；所述第五电磁阀设置在所述真空泵与所述真空箱连接的管道上；所述真空箱设有破真空口，所述第六电磁阀设置在所述破真空口上。

作为本发明的优选方案，所述的铝壳电池电解液真空注液系统还包括控制器，所述控制器分别与所述注液泵、所述注液口伸缩气缸、所述真空泵、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀和所述第六电磁阀电连接。

作为本发明的优选方案，所述二级注液瓶的顶部设有真空表。

作为本发明的优选方案，所述注液密封口与所述待注液电池的注液孔的抵接处设有密封圈。

作为本发明的优选方案，所述真空泵连接有用于过滤所述二级注液瓶和所述真空箱抽真空时排出气体的过滤器。

作为本发明的优选方案，所述一级注液瓶的顶部和所述储液罐的顶部均设有通气口。

作为本发明的优选方案，所述注液泵为旋转活塞式定量泵。

另外，本发明的第二个方面还提供了一种应用上面各项内容所述铝壳电池电解液真空注液系统的注液方法，其包括以下步骤：

步骤一，向储液罐加入电解液，加液完成后盖上加液口盖子；将待注液电池放入真空箱内并固定在注液工位上，关闭真空箱；

步骤二，启动注液口伸缩气缸，伸缩杆伸入真空箱内使注液密封口压紧注液工位上的待注液电池的注液孔并与其连通；此时，打开第三电磁阀和第四电磁阀，关闭第二电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀同时关闭；

步骤三，启动真空泵，对二级注液瓶和待注液电池进行抽真空，当二级注液瓶和待注液电池内的真空度达到设定值时，关闭真空泵和第四电磁阀，这时系统将进行设定时间内的保压测试；

若保压测试失败，系统则判定为需要终止注液；

若保压测试通过，系统则判定为继续执行后续的注液步骤；

步骤四，打开第一电磁阀，启动注液泵，从储液罐中定量抽取电解液并泵送至一级注液瓶进行静置除气泡处理，一级注液瓶注液完成后关闭注液泵和第一电磁阀；

步骤五，打开第四电磁阀和第五电磁阀，启动真空泵，对二级注液瓶、待注液电池和真空箱进行抽真空，当二级注液瓶、待注液电池和真空箱内的真空度均达到要求时，关闭第三电磁阀和第五电磁阀，打开第二电磁阀，一级注液瓶中的电解液在二级注液瓶的负压作用下注入二级注液瓶中，二级注液瓶注液完成后关闭真空泵和第四电磁阀；

步骤六，打开第三电磁阀，二级注液瓶中的电解液在待注液电池的负压作用下注入待注液电池中，并且在向待注液电池注液的同时，间隔打开第六电磁阀，使真空箱和待注液电池内部压力保持平衡；待注液电池注液完成后，关闭第三电磁阀；

步骤七，打开第六电磁阀，使真空箱内的压力与外界大气压平衡，然后打开真空箱取出电池，继续进行新的电池注液时重复以上步骤。

实施本发明提供的一种铝壳电池电解液真空注液系统及其注液方法，与现有技术相比，其有益效果在于：

(1)本发明通过设置一级注液瓶和二级注液瓶，能够提前将电解液注到一级注液瓶进行静置除气泡处理，提高注液精度，保证电池质量；并且由于可提前泵液，故还提高了注液效率。

(2)本发明通过设置注液口伸缩气缸控制伸缩杆末端的注液密封口的力度和高度，使其与待注液电池的注液孔实现匹配密封，能够防止电解液因注液口压裂、密封不当等现象而造成泄漏，并且能够满足多种不同高度型号的铝壳电池进行电解液注液，减少注液机的数量，节约成本。

(3)本发明通过真空泵及各个电磁阀的配合，能够提前进行负压检测，并及时调整注液密封口的密封压力，从而避免注液密封口和电池之间密封不当而导致漏液，保证注液质量及避免注液失败。

(4)本发明通过出液口并联连接至少一条输液路径，形成多路完全独立的注液系统，能够同时对多个电池进行注液，也可只对一个电池进行注液，使用方便灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例一提供的一种铝壳电池电解液真空注液系统的结构示意图；

图中标记：

储液罐1；注液泵2；一级注液瓶3；二级注液瓶4；注液口伸缩气缸5；真空箱6；真空泵7；第一电磁阀8；第二电磁阀9；第三电磁阀10；第四电磁阀11；第五电磁阀12；第六电磁阀13；加液口14；出液口15；待注液电池16；伸缩杆17；真空表18；破真空口19；过滤器20；通气口21。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”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。应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

如图1所示，本发明优选实施例提供了一种铝壳电池电解液真空注液系统，其包括储液罐1、注液泵2、一级注液瓶3、二级注液瓶4、注液口伸缩气缸5、真空箱6、真空泵7、第一电磁阀8、第二电磁阀9、第三电磁阀10、第四电磁阀11、第五电磁阀12和第六电磁阀13。

所述储液罐1的顶部设有加液口14，所述储液罐1的底部设有出液口15，所述出液口15并联连接有至少一条输液路径(图1示出两条输液路径)，每一条所述输液路径上分别设有依次连接的所述注液泵2、所述第一电磁阀8、所述一级注液瓶3、所述第二电磁阀9、所述二级注液瓶4、所述第三电磁阀10和所述注液口伸缩气缸5，所述注液口伸缩气缸5的伸缩杆17末端设有注液密封口；所述真空箱6内设有至少一个用于放置待注液电池16的注液工位，所述注液口伸缩气缸5安装在所述真空箱6的外侧，所述注液口伸缩气缸5的伸缩杆17为中空杆，输液管穿过所述伸缩杆17与所述注液密封口连接，所述伸缩杆17能够伸入所述真空箱6内所述注液密封口压紧所述注液工位上的待注液电池16的注液孔并与其连通；所述真空泵7分别与所述二级注液瓶4和所述真空箱6连接；所述第四电磁阀11设置在所述真空泵7与所述二级注液瓶4连接的管道上；所述第五电磁阀12设置在所述真空泵7与所述真空箱6连接的管道上；所述真空箱6设有破真空口19，所述第六电磁阀13设置在所述破真空口19上。

工作时，启动注液口伸缩气缸，伸缩杆17伸入真空箱6内并压紧注液工位上的待注液电池16的注液孔，使注液密封口伸缩杆与注液孔连通；此时，打开第三电磁阀10和第四电磁阀11，关闭第二电磁阀9、第五电磁阀12和第六电磁阀13同时关闭；然后启动真空泵7，对二级注液瓶4和待注液电池16进行抽真空，当二级注液瓶4和待注液电池16内的真空度达到设定值(该真空度的设定值需保证待注液电池16的铝壳不产生变形)时，关闭真空泵7和第四电磁阀11，这时系统将进行设定时间内的保压测试(即负压测试)；此时由于真空箱6没抽真空是正常大气压压力，而二级注液瓶4和待注液电池16都是负压状态，如果中空伸缩杆17末端的注液密封口(带有密封圈)和电池及其他位置没有密封好，就会出现漏气情况，保压测试失败，需要终止注液。保压测试通过后，打开第一电磁阀8，启动注液泵2，从储液罐1中定量抽取电解液并泵送至一级注液瓶3进行静置除气泡处理，一级注液瓶3注液完成后关闭注液泵2和第一电磁阀8；接着，打开第四电磁阀11和第五电磁阀12，启动真空泵7，对二级注液瓶4、待注液电池16和真空箱6进行抽真空，当二级注液瓶4、待注液电池16和真空箱6内的真空度均达到要求时，关闭第三电磁阀10和第五电磁阀12，打开第二电磁阀9，一级注液瓶3中的电解液在二级注液瓶4的负压作用下注入二级注液瓶4中，二级注液瓶4注液完成后关闭真空泵7和第四电磁阀11；随后，打开第三电磁阀10，二级注液瓶4中的电解液在待注液电池16的负压作用下注入待注液电池16中，并且在向待注液电池16注液的同时，间隔打开第六电磁阀13，使真空箱6和待注液电池16内部压力保持平衡，避免电池内部或外部压力过大导致电池变形；待注液电池16注液完成后，关闭第三电磁阀10；最后，打开第六电磁阀13，使真空箱6内的压力与外界大气压平衡，以方便打开真空箱6并取出电池。

由此，根据本发明实施例的铝壳电池电解液真空注液系统，其技术关键在于：第一，通过设置一级注液瓶3和二级注液瓶4，能够提前将电解液注到一级注液瓶3进行静置除气泡处理，提高注液精度，保证电池质量；并且由于可提前泵液，故还提高了注液效率；第二，通过设置注液口伸缩气缸5控制伸缩杆17末端的注液密封口的力度和高度，使其与待注液电池16的注液孔实现匹配密封，能够防止电解液因注液口压裂、密封不当等现象而造成泄漏，并且能够满足多种不同高度型号的铝壳电池进行电解液注液，减少注液机的数量，节约成本；第三，通过真空泵7及各个电磁阀的配合，能够提前进行负压检测，并及时调整注液密封口的密封压力，从而避免注液密封口和电池16之间密封不当而导致漏液，保证注液质量及避免注液失败；第四，通过出液口15并联连接至少一条输液路径，形成多路完全独立的注液系统，能够同时对多个电池进行注液，也可只对一个电池进行注液，使用方便灵活。

示例性的，为方便实现自动化控制，所述的铝壳电池电解液真空注液系统还包括控制器，所述控制器分别与所述注液泵2、所述注液口伸缩气缸5、所述真空泵7、所述第一电磁阀8、所述第二电磁阀9、所述第三电磁阀10、所述第四电磁阀11、所述第五电磁阀12和所述第六电磁阀13电连接。

示例性的，所述二级注液瓶4的顶部设有真空表18，以方便工作人员直接监控系统真空度数据。

示例性的，所述注液密封口与所述待注液电池16的注液孔的抵接处设有密封圈，以保证伸缩杆17与待注液电池16之间的密封性。

示例性的，所述真空泵7连接有用于过滤所述二级注液瓶4和所述真空箱6抽真空时排出气体的过滤器20，以防止真空泵7吸入杂质而影响其使用寿命。

示例性的，所述一级注液瓶3的顶部和所述储液罐1的顶部均设有通气口21，以便于注液时注液瓶和储液罐进出气体。

示例性的，所述注液泵2优选为旋转活塞式定量泵，能够更好地实现定量输送。

另外，如图1所示，本发明还提供了一种应用上面各项内容所述铝壳电池电解液真空注液系统的注液方法，其包括以下步骤：

步骤一，向储液罐1加入电解液，加液完成后盖上加液口14盖子；将待注液电池16放入真空箱6内并固定在注液工位上，关闭真空箱6；

步骤二，启动注液口伸缩气缸5，伸缩杆17伸入真空箱6内使注液密封口压紧注液工位上的待注液电池16的注液孔并与其连通；此时，打开第三电磁阀10和第四电磁阀11，关闭第二电磁阀9、第五电磁阀12和第六电磁阀13同时关闭；

步骤三，启动真空泵7，对二级注液瓶4和待注液电池16进行抽真空，当二级注液瓶4和待注液电池16内的真空度达到设定值时，关闭真空泵7和第四电磁阀11，这时系统将进行设定时间内的保压测试；

若保压测试失败，系统则判定为需要终止注液；

若保压测试通过，系统则判定为继续执行后续的注液步骤；

步骤四，打开第一电磁阀8，启动注液泵2，从储液罐1中定量抽取电解液并泵送至一级注液瓶3进行静置除气泡处理，一级注液瓶3注液完成后关闭注液泵2和第一电磁阀8；

步骤五，打开第四电磁阀11和第五电磁阀12，启动真空泵7，对二级注液瓶4、待注液电池16和真空箱6进行抽真空，当二级注液瓶4、待注液电池16和真空箱6内的真空度均达到要求时，关闭第三电磁阀10和第五电磁阀12，打开第二电磁阀9，一级注液瓶3中的电解液在二级注液瓶4的负压作用下注入二级注液瓶4中，二级注液瓶4注液完成后关闭真空泵7和第四电磁阀11；

步骤六，打开第三电磁阀10，二级注液瓶4中的电解液在待注液电池16的负压作用下注入待注液电池16中，并且在向待注液电池16注液的同时，间隔打开第六电磁阀13，使真空箱6和待注液电池16内部压力保持平衡；待注液电池16注液完成后，关闭第三电磁阀10；

步骤七，打开第六电磁阀13，使真空箱6内的压力与外界大气压平衡，然后打开真空箱6取出电池，继续进行新的电池注液时重复以上步骤。

由于该注液方法包括上面各项内容所述的铝壳电池电解液真空注液系统，故具有上述铝壳电池电解液真空注液系统所有的有益效果，在此不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种铝壳电池电解液真空注液系统，其特征在于，包括储液罐、注液泵、一级注液瓶、二级注液瓶、注液口伸缩气缸、真空箱、真空泵、第一电磁阀、第二电磁阀、所述第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀；

所述储液罐的顶部设有加液口，所述储液罐的底部设有出液口，所述出液口并联连接有至少一条输液路径，每一条所述输液路径上分别设有依次连接的所述注液泵、所述第一电磁阀、所述一级注液瓶、所述第二电磁阀、所述二级注液瓶、所述第三电磁阀和所述注液口伸缩气缸，所述注液口伸缩气缸的伸缩杆末端设有注液密封口；

所述真空箱内设有至少一个用于放置待注液电池的注液工位，所述注液口伸缩气缸安装在所述真空箱的外侧，所述注液口伸缩气缸的伸缩杆为中空杆，输液管穿过所述伸缩杆与所述注液密封口连接，所述伸缩杆能够伸入所述真空箱内使所述注液密封口压紧所述注液工位上的待注液电池的注液孔并与其连通；

所述真空泵分别与所述二级注液瓶和所述真空箱连接；所述第四电磁阀设置在所述真空泵与所述二级注液瓶连接的管道上；所述第五电磁阀设置在所述真空泵与所述真空箱连接的管道上；所述真空箱设有破真空口，所述第六电磁阀设置在所述破真空口上。

2.根据权利要求1所述的铝壳电池电解液真空注液系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述注液泵、所述注液口伸缩气缸、所述真空泵、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀和所述第六电磁阀电连接。

3.根据权利要求1所述的铝壳电池电解液真空注液系统，其特征在于，所述二级注液瓶的顶部设有真空表。

4.根据权利要求1所述的铝壳电池电解液真空注液系统，其特征在于，所述注液密封口与所述待注液电池的注液孔的抵接处设有密封圈。

5.根据权利要求1所述的铝壳电池电解液真空注液系统，其特征在于，所述真空泵连接有用于过滤所述二级注液瓶和所述真空箱抽真空时排出气体的过滤器。

6.根据权利要求1所述的铝壳电池电解液真空注液系统，其特征在于，所述一级注液瓶的顶部和所述储液罐的顶部均设有通气口。

7.根据权利要求1所述的铝壳电池电解液真空注液系统，其特征在于，所述注液泵为旋转活塞式定量泵。

8.一种应用权利要求1至7任一项所述铝壳电池电解液真空注液系统的注液方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，向储液罐加入电解液，加液完成后盖上加液口盖子；将待注液电池放入真空箱内并固定在注液工位上，关闭真空箱；

步骤二，启动注液口伸缩气缸，伸缩杆伸入真空箱内使注液密封口压紧注液工位上的待注液电池的注液孔并与其连通；此时，打开第三电磁阀和第四电磁阀，关闭第二电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀同时关闭；

步骤三，启动真空泵，对二级注液瓶和待注液电池进行抽真空，当二级注液瓶和待注液电池内的真空度达到设定值时，关闭真空泵和第四电磁阀，这时系统将进行设定时间内的保压测试；

若保压测试失败，系统则判定为需要终止注液；

若保压测试通过，系统则判定为继续执行后续的注液步骤；

步骤四，打开第一电磁阀，启动注液泵，从储液罐中定量抽取电解液并泵送至一级注液瓶进行静置除气泡处理，一级注液瓶注液完成后关闭注液泵和第一电磁阀；

步骤五，打开第四电磁阀和第五电磁阀，启动真空泵，对二级注液瓶、待注液电池和真空箱进行抽真空，当二级注液瓶、待注液电池和真空箱内的真空度均达到要求时，关闭第三电磁阀和第五电磁阀，打开第二电磁阀，一级注液瓶中的电解液在二级注液瓶的负压作用下注入二级注液瓶中，二级注液瓶注液完成后关闭真空泵和第四电磁阀；

步骤六，打开第三电磁阀，二级注液瓶中的电解液在待注液电池的负压作用下注入待注液电池中，并且在向待注液电池注液的同时，间隔打开第六电磁阀，使真空箱和待注液电池内部压力保持平衡；待注液电池注液完成后，关闭第三电磁阀；

步骤七，打开第六电磁阀，使真空箱内的压力与外界大气压平衡，然后打开真空箱取出电池，继续进行新的电池注液时重复以上步骤。