CN1523689A

CN1523689A - 电解液注液装置

Info

Publication number: CN1523689A
Application number: CNA2003101047011A
Authority: CN
Inventors: 寺口和宏; 广; 白川义广
Original assignee: Toshiba Corp; Shibaura Engineering Works Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2023-10-31
Also published as: JP2004158219A; CN100472849C; KR100581482B1; JP4025174B2; KR20040038833A

Abstract

提供一种电解液注液装置，能高精度地注入电解液，而且体积小，维修性好，生产效率好。其包括称量机构部(100)和注液机构部(200)。称量机构部(100)具有：送入送出部(120)；测量注液前的质量的前称量部(130)；提供与注液机构部(200)进行的交接的电池容器交接部(140)；测量注液后的质量的后称量部(150；以及在送入送出部(120)、前称量部(130、交接部(140)、后称量部(150)之间进行输送的装料器(110)，注液机构部(200)具有：提供与电池容器交接部(140)进行的交接的电池容器交接部(220)；将电解液注入电池容器W内的注液部(230)；对电池容器W的开口部进行封装的封装部(250)；以及在交接部(220)、注液部(230)、封装部(250)之间输送电池容器W的旋转输送机构(210)。

Description

电解液注液装置

技术领域

本发明涉及对收容了电极的袋状电池容器进行电解液注入、含浸及减压密封的注液装置。

背景技术

已知一种将电解液注入收容了电极的袋状电池容器中，使电极含浸了电解液后，将开口部封装起来的电解液注液装置。在这样的电解液注液装置中，为了将电解液中的气泡除去，在减压室内放入了多个电池容器的状态下，一般是通过分批处理，进行注液和密封。另外，还有将电解液高效率地注入电池容器中的装置(例如参照专利文献1)。

上述的电解液注液装置有以下问题。即，注入电解液时使用的喷嘴前端周围是减压空间，所以容易出现液滴，使得注液精度变坏。另外，由于在大的减压室中同时处理多个，所以维修性和灵活性受到了妨碍。另外，如果在一个地方发生了不良情况，则要使装置全体停止，所以生产效率非常不好。特别是减压室内的故障有可能使放在减压室内的制品全部不良。

[专利文献1]

特开平8-106896号公报(图1)

发明内容

因此本发明的目的在于提供一种小型、维修性良好的注液装置。

为了解决上述问题，本发明的注液装置如下构成：

(1)一种电解液注液装置，将电解液注入收容了电极材料的袋状电池容器中，其特征在于包括：测量注液前及注液后的电池容器的质量的称量机构部；以及对上述电池容器进行注液、含浸、封装的注液机构部，上述称量机构部具有：沿着规定的圆周依次配置的、将上述电池容器送入送出装置外的送入送出部；测量注液前的上述电池容器的质量的前称量部；提供与上述注液机构部进行的上述电池容器的交接的第一交接部；测量注液后的上述电池容器的质量的后称量部；以及在上述送入送出部、上述前称量部、上述交接部、上述后称量部之间输送上述电池容器的第一输送机构，上述注液机构部具有：沿着规定的圆周依次配置的、提供与上述第一交接部进行的上述电池容器的交接的第二交接部；将电解液注入上述电池容器内的注液部；对上述电池容器的开口部进行封装的封装部；以及在上述交接部、上述注液部、上述封装部之间输送上述电池容器的第二输送机构。

(2)上述(1)中记载的注液装置，其特征在于：上述注液部及上述封装部配置在上述第二输送机构的上方。

(3)上述(1)中记载的注液装置，其特征在于：上述注液装置还包括：在收容电解液的同时内部进行减压的电解液储罐；通过具有第一内径的管与该电解液储罐连接的精密喷出泵；通过具有第二内径的管与该精密喷出泵连接的检测阀；以及安装在该检测阀上的喷出嘴，且上述第一内径比上述第二内径大。

(4)上述(1)中记载的注液装置，其特征在于：上述封装部包括在封装上述电池容器时在上述电池容器表面上盖印的盖印装置。

(5)一种注液装置，其特征在于：该注液装置具有进行电池容器的送入和送出的第一输送部、以及对由上述第一输送部输送的电池容器进行再输送，构成为沿上述第一输送用主轴再次输送上述电池容器的第二输送部，上述第一输送部具有：第一主轴；沿该第一主轴配置在离开上述第一主轴的转动中心的位置上、具有送入用卡盘和送出用卡盘的卡盘机构；用来与外部装置进行上述电池容器的交接的送入送出部；接收从上述送入送出部用上述输送用卡盘输送的电池容器，测定上述电池容器的重量的前称量部；以及测定由上述送出用卡盘从上述第二输送部输送的上述电池容器的重量的后称量部，上述第二输送部具有：第二主轴；沿该第二主轴配置在离开上述第二主轴的转动中心的位置上、能沿上述第二主轴方向进退地设置的运输器；具有多个在上述运输器进退时插入或接触的贯通口的板；以及在上述板上分别通过上述多个贯通口，对上述电池容器进行用来封入上述电解液用的处理的多个处理部。

附图说明

图1是表示组装了根据本发明的一实施方式的电解液注液装置的电解液注液系统的平面图。

图2(a)是表示作为该电解液注液系统的对象的电池容器的侧视图，(b)是表示在传送带上装载电池容器的输送托架的平面图。

图3是表示该电解液注液装置的平面图。

图4是表示组装在该电解液注液装置中的前称量部及后称量部的概略的说明图，(a)是主视图，(b)是侧视图。

图5是将组装在该电解液注液装置中的注液机构部的注液部、含浸部、封装部展开示出的说明图。

图6是表示组装在该电解液注液装置中的注液部的结构的说明图。

图7是表示组装在该电解液注液装置中的运输容器的平面图。

具体实施方式

图1是表示组装了根据本发明的一实施方式的电解液注液装置的电解液注液系统10的平面图，图2(a)是表示袋状(层叠式)电池容器W的侧视图，图2(b)是表示装载电池容器的输送托架T的平面图。电极被收容在电池容器W内部，端子Wa从内部突出。另外，M1表示后面所述的电解液注液装置30的编号，M2表示后面所述的加热器252的上部编号的印记。输送托架T形成保持电池容器W用的槽部Ta。

电解液注液系统10包括：输送用来装载电池容器W的输送托架T的输送装置20；沿该输送装置20的输送方向配置的3台电解液注液装置30、30、30；以及联系控制它们全体的控制装置40。输送装置20包括：接收从前一工序输送来的注液前的电池容器W的供给部21；以及将注液后的电池容器W送给后一工序的排出部22。

第一至第三传送带23～25配置在供给部21和排出部22之间。第一传送带23从供给部21输送装载了注液前的电池容器W的输送托架T到各电解液注液装置30。第二传送带24从各电解液注液装置30输送装载了注液后的电池容器W的输送托架T到排出部22。第三传送带25从排出部22输送空的输送托架T到供给部21。

电解液注液装置30包括台架31、设置在该台架上的称量机构部100、以及注液机构部200。台架31的横向宽度H设定为约1m。

称量机构部100包括：沿图3中反时针转动(箭头L)输送电池容器W用的装料器(第一输送机构)110；从第一传送带23上的输送托架T取出电池容器W，再将电池容器W装载在第二传送带24上的输送托架T上的送入送出部120；配置在该装料器110的周围，测定注液前的电池容器W的重量的前称量部130；提供与注液机构部200进行的电池容器W的交接的电池容器交接部140；以及测定注液后的电池容器W的重量的后称量部150。

装料器110包括分别能检取两个电池容器W的4个检取臂111～114，设置成以中心轴C作为旋转轴，可利用驱动电动机(图中未示出)在90度的范围内往复转动。即，检取臂111有将电池容器W从送入送出部120送给前称量部130的功能，检取臂112有将电池容器W从前称量部130送给电池容器交接部140的功能，检取臂113有将电池容器W从电池容器交接部140送给后称量部150的功能，检取臂114有将电池容器W从后称量部150送给送入送出部120的功能。

如图4(a)、(b)所示，前称量部130包括：一边支撑电池容器W的底部、一边上下动的导向装置131；测定电池容器W的重量的测力传感器132；以及保持电池容器W的侧面的导向板133。

电池容器交接部140位于与注液机构部200的后面所述的电池容器交接部220重复的位置，具有与电池容器交接部220一起将保持在检取臂112上的电池容器W转移到位于电池容器交接部220上的运输容器215(将在后面说明)上的功能、以及从运输容器215保持在检取臂113上的功能。

后称量部150包括：一边支撑电池容器W的底部、一边上下动的导向装置151；测定电池容器W的重量的测力传感器152；保持被设置在测力传感器152上的电池容器W的侧面的导向板153；将不合格品废弃到装置以外的不合格品取出部154；以及排出用卡盘155。

注液机构部200包括：沿图3中顺时针转动(箭头R)输送电池容器W用的旋转输送机构(第二输送机构)210；提供与称量机构部100进行的电池容器W的交接的电池容器交接部220；对电池容器W进行注液的注液部230；促使电解液含浸到电池容器W的电极中用的含浸部240；以及进行封装的封装部250。

旋转输送机构210包括：圆盘状的分度台211；以及旋转驱动该分度台211的驱动电动机212。在分度台211上每90度在4个地方设置开口部213a，在开口部213a中杆214能上下动地被支撑着。运输容器215设置在杆214的上端部上。另外，被固定在台架31上的汽缸216配置在杆214的下端部上，通过其工作，使前端接触杆214的下端部，能上下驱动杆214。即，杆214与分度台211一起旋转，汽缸216固定在台架31上，所以只有当杆214位于汽缸216的正上方时，才能上下驱动。另外，图中217表示平行于分度台211配置的固定板。在固定板217上形成开口部217a～217c。

如图7所示，运输容器215在上表面215a上设有O形环215b。另外，形成槽215c，以便与插入电池容器W的同时，能由装料器110进行检取。

注液部230包括：收容电解液，同时内部能减压的减压脱气槽231；其一端接触该减压脱气槽231，直径为10mm左右(第一直径)的管232；连接在该管232的另一端上的电动机控制式的精密喷出泵233；其一端连接在该精密喷出泵233上，直径为2mm左右(第二直径)的管234；连接在该管234的另一端上的检验阀235；以及连接在该检验阀235上，同时配置在开口部217a的上方的喷出嘴236。另外，管232最好尽可能地短。

含浸部240包括安装在开口部217b上的减压室241。该减压室241构成为呈饱和蒸汽压以下的低真空，例如能减压到50乇。

封装部250包括：安装在开口部217c上的减压室251；被收容在减压室251内，对电池容器W的开口部进行热压接来进行封装的加热器252；以及封装后将加热器252和电池容器W分离的顶件销(盖印装置)253。减压室251构成得呈饱和蒸汽压以下的低真空，例如能减压到30乇。另外，顶件销253在其前端部形成为能对每个电解液注液装置30形成不同的印记。

如上所述构成的电解液注液系统10如下进行注液。最初，利用输送装置20的第一传送带23，输送装载了注液前的电池容器W的输送托架T。这时，输送托架T在电解液注液装置30的送入送出部120中暂时停止，由检取臂111检取电池容器W。检取臂111保持着电池容器W沿箭头L方向旋转，将电池容器W送给前称量部130。另外，检取臂114在保持着注液后的电池容器W的情况下，该电池容器W被装载在输送托架T上。

送给前称量部130的电池容器W被装载在导向装置131上。由于导向装置131下降，电池容器W的底面接触在测力传感器132上，根据测力传感器132的输出，测量注液前的电池容器W的质量，其值被记录在前称量部130或控制装置40中。

测量了质量的电池容器W被检取臂112检取。保持着电池容器W沿箭头L方向旋转，电池容器W被送给电池容器交接部140。

在电池容器交接部140中，电池容器W被装载在位于电池容器交接部220上的运输容器215中。其次，分度台211沿箭头R方向转动90度，到达喷出嘴236的下方。在大气压下从喷出嘴236喷出电解液，注入到被保持在运输容器215中的电池容器W中。

另外，被注入的电解液在减压脱气槽231中，在预先达到电解液的饱和蒸汽压以下例如150乇左右的减压状态下进行脱气。这时的减压状态虽然通过使电解液沸腾，将内部的气泡赶出去，但不会达到极端减压而剧烈沸腾的程度。

电解液高精度地从减压脱气槽231送给精密喷出泵233。从减压脱气槽231到精密喷出泵233之间的管232的内径大，所以电解液的流速变小。因此，气泡的发生被抑制，同时为了使气泡从管232内返回减压脱气槽231变得容易，从精密喷出泵233送出的量能高精度地调节。

另外，电解液被从精密喷出泵233送给检验阀235。这时，电解液内部的气泡与电解液同时被送给检验阀235。从精密喷出泵233到检验阀235之间的管234的内径小，所以电解液的流速增大。因此，发生的气泡能从喷出嘴236直接喷出。

检验阀235只当从精密喷出泵233送来的电解液的压力达到一定值以上时，阀才反抗弹簧力而打开，电解液被送出。因此，精密喷出泵233一旦停止，阀利用弹簧力而关闭，电解液的喷出停止，残留在喷出嘴236中的电解液不会漏出，能进行高精度的注液。另外，由于能将电解液内的气泡抑制在最小限度内，所以能使喷出嘴236中的液滴达到最小限度，能使注液量的离散小。

电解液一旦喷出规定量，便使汽缸216工作，使杆214下降。在下降的状态下分度台211旋转，电池容器W被送给含浸部240。在含浸部240中，利用汽缸216，杆214上升，运输容器215的上表面215a接触在固定板217的下表面上。这时，利用O形环215b，减压室241内呈气密状态。这时将减压室241内减压到电解液不会被吹出的程度例如50乇左右，在减压室241内进行脱气及电极的含浸。其次，使减压室241内返回大气压。

经过了规定时间后，使汽缸216工作，使杆214下降。在下降了的状态下，分度台211旋转，电池容器W被送给封装部250。在封装部250中，利用汽缸216，杆214上升，运输容器215的上表面215a接触在固定板217的下表面上。这时，利用O形环215b，减压室251内呈气密状态。

在减压室251内利用加热器252进行电池容器W的开口部的热压接，进行封装。这时，为了防止加热器252被固定在电池容器W上，利用顶件销253插在比封装位置稍低的位置，将加热器252和电池容器W分离。另外，由于顶件销253使用各电解液注液装置30中固有的顶件销，所以根据例如凹凸的个数、印记的形状等，能知道各电池容器W是用哪个电解液注液装置30注液、封装的。即，在由于某种原因而发生不合格品的情况下，根据电池容器W上的印记，就能在事后确定发生不合格品的电解液注液装置30，能进行维修、调整。

其次，使汽缸216工作，使杆214下降。在下降了的状态下，分度台211旋转，电池容器W被送给电池容器交接部220。利用检取臂113从运输容器215中检取电池容器W，检取臂113沿箭头R方向旋转，电池容器W被送给后称量部150。

在后称量部150中，与前称量部130的做法相同，测量电池容器W的质量。这时，与前称量部130或控制装置40中存储的注液前的质量进行比较，在测量结果超出了事先规定的允许范围的情况下，利用排除用卡盘155从导向装置151中排出，在不合格品取出部154中被回收。另外，通过将测量结果反馈给控制装置40，调整精密喷出泵233的喷出量，能降低不合格品的发生率。

电池容器W的重量是规定的，在断定为正品的情况下，利用检取臂114检取后，送给送入送出部120。在送入送出部120中，注液后的电池容器W被装载在空的输送托架T上，利用第二传送带24输送，被送给排出部22。

在排出部22中，从输送托架T上取出电池容器W，送给下一工序。空的输送托架T利用第三传送带25返回供给部21。

如上所述在电解液注液系统10的各电解液注液装置30中，由于提高了装置的维修性，所以能高精度、而且高效率地将电解液注入到电池容器W中，能将不合格品的发生抑制在最低限度。

本发明分成这样两种系统：为了测量重量而将测定器配置在电池容器的重力方向的下方所必需的称量系统；以及为了将电解液注入电池容器内进行封口而配置在电池容器的重力方向的上方所必需的注入系统。因此装置结构简单，能使注液装置总体小型化。由于能小型化，所以将手伸到装置内的各个角落的范围增大，不用过分分解装置，就能进行修缮、修补、清扫等维修处理，提高维修性。

另外，分别用转动系统构成称量系统和注入系统这两个系统的输送，通过将电池容器配置在该转动的路径上，进一步实现装置的小型化。

在称量系统中，将用转动系统摇动的卡盘机构专用化，分别用于送入和送出。因此，转动系统不旋转，而是在180°的范围内摇动运动。因此，驱动检测用的驱动源的布线处理容易，能提高维修性。另外，注入系统没有卡盘，所以进行旋转运动。

在注入系统中，在固定了保持电池容器的运输器的台板的下方输送，将进行注液、脱气、封口用的单元配置在台板的上方，通过设在台板上的贯通口，进行各种处理。因此，通过台板能将注入系统分成重力方向上限处理系统和输送系统配置，提高维修性。

另外，使设置在运输器上的O形环接触在台板上，形成真空室，所以不需要每次从运输器上取出电池容器，能提高生产率。

另外，将注入系统的处理分成注液、含浸、封口3个工序，分别通过台板上不同的贯通口进行，所以能使负担各工序的单元小型化。另外，特别是在含浸或封口的工序中，有必要形成真空室，但由于能使单元小型化，所以真空室也能小型化，提高抽真空的速度，所以提高了生产率。另外，关于含浸工序，有时能通过与注液工序中所需要的间歇时间的平衡，封口时一并进行，所以能省略含浸工序。

另外，电池容器W的输送方向在称量机构部100中反时针转动，在注液机构部200中变成顺时针转动，所以描绘呈8字形。因此，能将由装料器100进行的电池容器W的输送和由分度台211进行的电池容器W的输送之间的干扰抑制在最小限度。

另一方面，减压室中有减压、含浸、返回大气压等过程，考虑到要花费时间，采用了对两个电池容器W同时进行处理的方式。其理由在于比一个一个地处理效率好，且如果是3个以上，则各处理装置的配置及驱动机构变得复杂，装置总体大型化，维修难。

另外，在注液机构部200中，注液部230、含浸部240、封装部250中的各种处理全部在分度台211的上方设置的固定板217附近进行。因此，有容易进行维修的优点。

另一方面，电解液注液系统10，即使在某一个电解液注液装置30中由于故障、维修、改造等而暂时停止的情况下，也能用其他电解液注液装置30继续进行注液处理，所以不会使系统全部停下来，能防止作为生产线的工作效率下降。另外，具有能与生产线的生产能力相匹配地选择装置的增加或减少这样的灵活性。

另外，本发明不限定于上述实施方式。即，在上述的实施方式中，虽然使用了3台电解液注液装置30，但不限于3台。另外，在注液机构部中虽然设置了含浸部，但相应于作为其他处理的注液及封装所必需的时间，也能省略含浸部。装料器100的动作方向、分度台211的旋转方向不限于上述的方向。另外，还能不自动联机，而是作为单个的装置使用，由操作者进行电池容器的供给、取出。此外，在不脱离本发明的旨意的范围内，当然能进行各种变形实施。

如果采用本发明，则能高精度地注入电解液，而且体积小，维修性好，能提高生产效率。

Claims

1.一种电解液注液装置，将电解液注入收容了电极材料的袋状电池容器中，其特征在于包括：

测量注液前及注液后的电池容器的质量的称量机构部；以及

对上述电池容器进行注液、含浸、封装的注液机构部，

上述称量机构部具有：沿着规定的圆周依次配置的、将上述电池容器送入送出装置外的送入送出部；测量注液前的上述电池容器的质量的前称量部；提供与上述注液机构部进行的上述电池容器的交接的第一交接部；测量注液后的上述电池容器的质量的后称量部；以及在上述送入送出部、上述前称量部、上述交接部、上述后称量部之间输送上述电池容器的第一输送机构，

上述注液机构部具有：沿着规定的圆周依次配置的、提供与上述第一交接部进行的上述电池容器的交接的第二交接部；将电解液注入上述电池容器内的注液部；对上述电池容器的开口部进行封装的封装部；以及在上述交接部、上述注液部、上述封装部之间输送上述电池容器的第二输送机构。

2.根据权利要求1所述的电解液注液装置，其特征在于：上述注液部及上述封装部配置在上述第二输送机构的上方。

3.根据权利要求1所述的电解液注液装置，其特征在于：上述注液装置还包括：在收容电解液的同时内部进行减压的电解液储罐；通过具有第一内径的管与该电解液储罐连接的精密喷出泵；通过具有第二内径的管与该精密喷出泵连接的检测阀；以及安装在该检测阀上的喷出嘴，且上述第一内径比上述第二内径大。

4.根据权利要求1所述的电解液注液装置，其特征在于：上述封装部包括在封装上述电池容器时在上述电池容器表面上盖印的盖印装置。

5.一种注液装置，其特征在于：该注液装置具有进行电池容器的送入和送出的第一输送部、以及对由上述第一输送部输送的电池容器进行再输送，构成为沿上述第一输送用主轴再次输送上述电池容器的第二输送部，

上述第一输送部具有：第一主轴；沿该第一主轴配置在离开上述第一主轴的转动中心的位置上、具有送入用卡盘和送出用卡盘的卡盘机构；用来与外部装置进行上述电池容器的交接的送入送出部；接收从上述送入送出部用上述输送用卡盘输送的电池容器，测定上述电池容器的重量的前称量部；以及测定由上述送出用卡盘从上述第二输送部输送的上述电池容器的重量的后称量部，

上述第二输送部具有：第二主轴；沿该第二主轴配置在离开上述第二主轴的转动中心的位置上、能沿上述第二主轴方向进退地设置的运输器；具有多个在上述运输器进退时插入或接触的贯通口的板；以及在上述板上分别通过上述多个贯通口，对上述电池容器进行用来封入上述电解液的处理的多个处理部。