CN205264790U - 锂离子电池多级缓冲连续真空吸附式注液系统 - Google Patents

Abstract

锂离子电池多级缓冲连续真空吸附式注液系统，包括氮气罐、电解液罐，氮气罐和电解液罐之间通过减压氮气管连通，减压氮气管上设有减压阀和恒压阀；还包括若干个锂离子电池，首位的锂离子电池的腔体与电解液罐之间通过供液管连通，供液管上设有供液开关阀；相邻锂离子电池的腔体之间通过衔接导液管连通；末位锂离子电池的腔体通过真空衔接管与一真空缓冲罐连通，真空衔接管上设有真空调节阀；真空缓冲罐通过一真空泵连接管与一真空泵连接，真空泵连接管上设有真空输出阀。本实用新型利用锂离子电池单体本身作为缓冲机构，多个电池内部贯通，逐级缓冲，逐级吸附，保证电解液在电芯内部充分的流动性，多溢少补，最大限度保证极片吸液量。

Description

锂离子电池多级缓冲连续真空吸附式注液系统

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子电池注液系统。

背景技术

锂离子电池制造工艺注入电解液环节，对锂离子电池性能质量影响十分显著，电解液量对电池的循环性能和抗过充电性能影响显著，电解液量过多或过少时，循环性能和安全性能都较差。其次电解液一旦吸收水分，在锂离子电池工作时，电化学效应会产生氢氟酸等一系列的损坏锂离子电池性能的反应，为了避免锂离子电池注液环节吸收水分。因此，要提高锂离子电池产品质量，改进现有的注电解液技术十分迫切。其次，现有锂离子电池制造工艺注入电解液后需要通过一段时间搁置，搁置的目的，是为了使电解液很均匀的分布在电芯的各个部位，需要采取高温搁置、真空搁置，或更多措施使电解液很均匀的分布在电芯的各个部位。实践证明，这种静态搁置法，很难在短期内达到电解液很均匀的分布在电芯的各个部位。因此现有注液工艺下经常出现电池内部局部析锂，电芯鼓胀，成品率低等不良后果。

发明内容

为了克服现有锂离子电池注液系统的上述不足，本实用新型提供一种锂离子电池多级缓冲连续真空吸附式注液系统，能很好地解决注液量与电池的匹配，以及电解液快速充分分布在极片、隔膜的孔隙，大大提高电池的循环性能与安全性能，同时大大提高成品合格率。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：锂离子电池多级缓冲连续真空吸附式注液系统，包括充有氮气的氮气罐、内盛电解液的电解液罐，所述的氮气罐和所述的电解液罐之间通过减压氮气管连通，所述的减压氮气管上设有减压阀和恒压阀；

还包括若干个锂离子电池，首位的锂离子电池的腔体与所述的电解液罐之间通过供液管连通，所述的供液管上设有供液开关阀，首位的锂离子电池置于一电子秤上；

相邻的锂离子电池的腔体之间通过衔接导液管连通；

末位的锂离子电池的腔体通过真空衔接管与一真空缓冲罐连通，所述的真空衔接管上设有真空调节阀；所述的真空缓冲罐通过一真空泵连接管与一真空泵连接，所述的真空泵连接管上设有真空输出阀。

进一步，所述锂离子电池的注液口上塞有橡胶塞，所述的供液管的末端设有注液孔针，所述的注液孔针插入所述的橡胶塞从而使该注液孔针下端进入锂离子电池的腔体；

所述衔接导液管的首端和末端、以及真空衔接管的首端设有排液孔针，所述的排液孔针插入所述的橡胶塞从而使该排液孔针下端进入锂离子电池的腔体。

进一步，所述的供液管上设有注液控制阀，所述的衔接导液管上设有排液控制阀。

进一步，所述的注液控制阀位于所述注液孔针的上方，所述的排液控制阀位于所述排液孔针的上方。

进一步，所述的真空缓冲罐上设有真空表。

真空缓冲罐通过真空泵连接管、真空输出阀与真空泵接通工作回路，为电解液在多个锂离子电池中单向流动提供动力。

衔接导液管两端连接排液控制阀、排液孔针，电池与电池之间通过衔接导液管贯通，如此可将多个锂离子电池用同样方式实现内部贯通，电解液可在多个锂离子电池腔体内部单向流动。

所述注液孔针通过针刺橡胶塞进入电池腔体，排液孔针同样通过针刺橡胶塞进入电池腔体，保证注液前后锂离子电池腔体与外界空气隔绝，同时电解液的最终液面高度通过排液侧孔针针眼高度控制，确保电解液不会浸泡极耳。

本实用新型只设一个电子秤，且只监测当前第一只注液锂离子电池的单位时间内重量变化量△T，对单体电池的总重量不做称量，判断电解液是否饱和，注液是否完成，取决于单位时间内重量变化量△T是否达到设定值。

本实用新型的有益效果：本实用新型利用锂离子电池单体本身作为缓冲机构，多个电池内部贯通，逐级缓冲，逐级吸附，保证电解液在电芯内部充分的流动性，多溢少补，最大限度保证极片吸液量。利用排液孔针插入电池壳深浅，保证最终注液液面不超过安全高度，保护极耳不受电解液浸泡而腐蚀。多余电解液流入下一电池壳体，直至电池吸液达到饱和。注液时，注液孔针与锂电池注液口橡胶塞紧密配合，与环境空气完全隔离，在真空泵的抽吸作用下，将锂离子电池壳内、注液管路内的空气完全排出，然后，电解液由锂离子电池壳内负压吸入，由于锂离子电池壳内负压效应，进入锂离子电池壳内的电解液迅速扩散至锂离子电池壳内的电芯每个部位，为了极片进一步充分吸收电解液，多级缓冲连续真空吸附式注液装置保障了极片吸液所需的时间，以及电解液在电芯内部充分的流动性，促进极片快速吸液。

通过多级缓冲连续真空吸附式注液装置注液的锂离子电池达到防止注液环节水分进入锂离子电池内，橡胶塞良好的密封性和自闭功能，同时能保证注液完毕针头拨出后壳体内部仍保持真空，能有效提高电池质量，同时，由于负压自吸过程连续且流动充分，使电解液充分的扩散，可以省略搁置环节，提高生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中A部分的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1、图2，锂离子电池多级缓冲连续真空吸附式注液系统，包括充有氮气的氮气罐1、内盛电解液的电解液罐2，所述的氮气罐1和所述的电解液罐2之间通过减压氮气管3连通，所述的减压氮气管上设有减压阀6和恒压阀7。

还包括若干个锂离子电池4，首位的锂离子电池的腔体与所述的电解液罐2之间通过供液管5连通，所述的供液管5上设有供液开关阀8，首位的锂离子电池置于一电子秤9上。本实施例中所述锂离子电池的注液口上塞有橡胶塞10，所述的供液管5的末端设有注液孔针11，所述的注液孔针11插入所述的橡胶塞10从而使该注液孔针11下端进入锂离子电池的腔体。所述的供液管5上设有注液控制阀12，所述的注液控制阀12位于所述注液孔针11的上方。

相邻的锂离子电池的腔体之间通过衔接导液管13连通。本实施例中所述衔接导液管13的首端和末端、以及以及真空衔接管14的首端设有排液孔针15，所述的排液孔针15插入所述的橡胶塞10从而使该排液孔针15下端进入锂离子电池的腔体。所述的衔接导液管13上设有排液控制阀16，所述的排液控制阀16位于所述排液孔针15的上方。

末位的锂离子电池的腔体通过真空衔接管14与一真空缓冲罐17连通，所述的真空缓冲罐17上设有真空表18，所述的真空衔接管14上设有真空调节阀19；所述的真空缓冲罐17通过一真空泵连接管20与一真空泵21连接，所述的真空泵连接管20上设有真空输出阀22。

真空缓冲罐17通过真空泵连接管20、真空输出阀22与真空泵21接通工作回路，为电解液在多个锂离子电池中单向流动提供动力。

衔接导液管13两端连接排液控制阀16、排液孔针15，电池与电池之间通过衔接导液管13贯通，如此可将多个锂离子电池用同样方式实现内部贯通，电解液可在多个锂离子电池腔体内部单向流动。

所述注液孔针11通过针刺橡胶塞10进入电池腔体，排液孔针15同样通过针刺橡胶塞10进入电池腔体，保证注液前后锂离子电池腔体与外界空气隔绝，同时电解液的最终液面高度通过排液侧孔针针眼高度控制，确保电解液不会浸泡极耳。

本实用新型只设一个电子秤9，且只监测当前第一只注液锂离子电池的单位时间内重量变化量△T，对单体电池的总重量不做称量，判断电解液是否饱和，注液是否完成，取决于单位时间内重量变化量△T是否达到设定值。

具体实施时，本实用新型的注液操作步骤为：

首先，将多个锂离子电池单体用带排液孔针15的衔接导液管13依次连接，并打开所有排液控制阀16，将注液孔针12插入首个锂离子电池，并置于电子秤9上，将连接排液孔针15的真空衔接管14插入末位电池，并关闭真空调节阀19；

开启真空泵21，同步开启真空输出阀22，通过真空泵连接管10将真空缓冲罐17抽至负压，当负压抽至真空表设定值（-0.06~-0.08Mpa）时开启真空调节阀19；

将减压阀6、恒压阀7、供液开关阀8、注液控制阀12全部处于关闭状态，如图所示方式连接氮气罐1、电解液罐2，开启减压阀6、恒压阀7，往电解液罐2内充入高纯氮气，调节压力至0.1~0.2Mpa；

将供液管5末端注液孔针11插入首个锂离子电池的注液口上的橡胶塞内，打开供液开关阀8，缓缓打开注液控制阀12，调节电解液流速适中，不能高于排液孔针15真空状态下的排液速度，确保电池处于负压状态；

当电子秤9显示数值停止增长，或增长速度低于设计值时，则首个锂离子电池内部极片吸液处于饱和状态时，继续保持电解液流通，在此基础上再延时30秒左右，同时关闭注液控制阀12和排液控制阀16，拨出注液孔针和排液侧孔针，首个电池注液完成；

将第二只电池放入电子秤，同时将第一只与第二只电池衔接导液管拨除，转移至末端电池与新候补电池之间并插入连接，将连接排液孔针的真空衔接管插入新候补电池。

重复操作以上步骤完成批量电池注液。

完成注液后，再对橡胶塞10进行集中更换安全阀，或做全密封处理。

Claims (5)

1.锂离子电池多级缓冲连续真空吸附式注液系统，其特征在于：包括充有氮气的氮气罐、内盛电解液的电解液罐，所述的氮气罐和所述的电解液罐之间通过减压氮气管连通，所述的减压氮气管上设有减压阀和恒压阀；

还包括若干个锂离子电池，首位的锂离子电池的腔体与所述的电解液罐之间通过供液管连通，所述的供液管上设有供液开关阀，首位的锂离子电池置于一电子秤上；

相邻的锂离子电池的腔体之间通过衔接导液管连通；

末位的锂离子电池的腔体通过真空衔接管与一真空缓冲罐连通，所述的真空衔接管上设有真空调节阀；所述的真空缓冲罐通过一真空泵连接管与一真空泵连接，所述的真空泵连接管上设有真空输出阀。

2.如权利要求1所述的锂离子电池多级缓冲连续真空吸附式注液系统，其特征在于：所述锂离子电池的注液口上塞有橡胶塞，所述的供液管的末端设有注液孔针，所述的注液孔针插入所述的橡胶塞从而使该注液孔针下端进入锂离子电池的腔体；

所述衔接导液管的首端和末端、以及真空衔接管的首端设有排液孔针，所述的排液孔针插入所述的橡胶塞从而使该排液孔针下端进入锂离子电池的腔体。

3.如权利要求2所述的锂离子电池多级缓冲连续真空吸附式注液系统，其特征在于：所述的供液管上设有注液控制阀，所述的衔接导液管上设有排液控制阀。

4.如权利要求3所述的锂离子电池多级缓冲连续真空吸附式注液系统，其特征在于：所述的注液控制阀位于所述注液孔针的上方，所述的排液控制阀位于所述排液孔针的上方。

5.如权利要求1~4之一所述的锂离子电池多级缓冲连续真空吸附式注液系统，其特征在于：所述的真空缓冲罐上设有真空表。