CN207052673U - 单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置，包括密闭的腔体、用以对所述腔体内抽真空的抽真空部件和和用以对放置在所述腔体内的待注液电池注液的注液装置，所述腔体内设有第一封头和第二封头，所述第一封头和第二封头相互配合用以对所述待注液电池的注液口进行热封。本实用新型的单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置使电池在真空环境下完成注液和预封口，使电解液没有机会接触到空气中的水分，大大减小了水分对电池性能的劣化影响；且较好地实现了对单体大容量聚合物锂离子电池的注液，且注液效率高，占用资源少。

Description

单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池的技术领域，具体而言，涉及单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置。

背景技术

随着现代社会的发展，各种移动电子设备应用而生，对聚合物锂离子电池的需求也呈逐年递增的趋势。与此相适应，大量的聚合物锂离子电池生产商如雨后春笋般涌现，各聚合物锂离子电池生产商之间的市场竞争也越来越激烈。为了保证聚合物锂离子电池有足够的价格优势，因此必须控制电池的生产成本，提高电池的生产效率。

聚合物锂离子电池一般包括电池壳和容纳在电池壳体内的电芯和电解液，所述电芯包括正极、负极和位于正极和负极之间的隔膜；电解液在聚合物锂离子电池正极、负极之间起到传导电子的作用，在电池充放电过程中作为锂离子电流传送介质，是聚合物锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。因此，在聚合物锂离子电池生产过程中，注液是非常重要的工艺操作。

现有的聚合物锂离子电池注液的主要工序流程如下：常压注液—抽真空—静置—抽气封口—电池排出。常规注液工艺中注液后将电池放在真空容器里，将电池电芯内部的空气抽走，减少电芯内部毛细作用液体渗透阻力，这个过程需要一定的时间，目前一般要15分钟左右。但是，这个方法只能用于小容量电池，小容量电池可以几十只甚至几百只同时放于一个真空容器内，但如果是大容量电池，特别是单体大容量的电池，体积很大，如果同时几十甚至几百只同时操作，真空容器会大的惊人，难以实现。

而且常规注液整个工艺流程都需要在低露点环境下操作，虽则在手套箱环境下操作，如果电池容量大，则手套箱效率低下，将会用到大量的手套箱，除湿成本俱增。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的的目的在于提供一种单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置，该真空注液装置能较好地适用于单体大容量聚合物锂离子电池。

一种单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置，包括密闭的腔体、用以对所述腔体内抽真空的抽真空部件和和用以对放置在所述腔体内的待注液电池注液的注液装置，所述腔体内设有第一封头和第二封头，所述第一封头和第二封头相互配合用以对所述待注液电池的注液口进行热封。

进一步地，所述腔体包括上腔体、下腔体和设置在所述上腔体和所述下腔体之间的用于容纳待注液电池的容纳空间。

进一步地，所述抽真空部件包括设置在所述腔体一侧的真空抽吸管和设置在所述腔体外侧与所述真空抽吸管连通的真空抽吸器。

进一步地，所述注液装置包括设置在所述腔体一侧的注液管，所述注液管的一端用于伸入所述待注液电池的注液口，所述注液管的另一端用于外接电解液。

进一步地，所述腔体内还设有用以驱动所述注液管活动的第一驱动机构，所述第一驱动机构用于注液时推进所述注液管的一端伸入所述待注液电池的注液口、并在注液完成后将所述注液管抽出所述待注液电池的注液口。

进一步地，所述第一驱动机构为气缸驱动机构或电磁感应驱动机构。

进一步地，所述腔体内还设有第一吸盘和第二吸盘，所述第一吸盘和所述第二吸盘相互配合用以撕开所述待注液电池的注液口处的包装铝塑膜。

进一步地，所述腔体内还设有用以驱动所述第一吸盘和所述第二吸盘活动的第二驱动机构。

进一步地，所述腔体内还设有用以使所述第一封头和/或所述第二封头活动的第三驱动机构。

进一步地，还包括支撑杆，所述支撑杆用于支撑在所述腔体底部一端以使所述腔体与水平面的倾斜角保持5～30°的状态。

与现有技术相比，本实用新型的单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置的有益效果是：

(1)本实用新型的单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置，使用时，将电池放置在腔体内，通过抽真空部件将腔体内进行抽真空，再通过注液装置对电池进行注液，注液后采用第一封头和第二封头对电池的注液口进行预封口，这样使电池在真空环境下完成注液和预封口，使电解液没有机会接触到空气中的水分，大大减小了水分对电池性能的劣化影响；且较好地实现了对单体大容量聚合物锂离子电池的注液，且注液效率高，占用资源少。

(2)进一步地，本实用新型的单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置，通过设置支撑杆将腔体的一端翘起，使腔体与水平面呈5～30°倾斜角，从而使放置在腔体内的电池与水平面呈倾斜设置，确保在整个注液过程中，电池电芯能够被电解液完全浸泡，实现整个电池电芯快速均匀地浸润，提高单体大容量聚合物锂离子电池的注液效率，进而提高单体大容量聚合物锂离子电池的生产效率。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的真空注液装置的结构示意图。

主要元件符号说明：

1-真空注液装置；

100-腔体；

110-上腔体；

120-下腔体；

130-容纳空间；

140-第一封头；

150-第二封头；

160-第一驱动机构；

170-第二驱动机构；

180-第三驱动机构；

190A-第一吸盘；

190B-第二吸盘；

200-抽真空部件；

210-真空抽吸管；

220-真空抽吸器；

300-注液管；

400-支撑架。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对真空注液装置进行更全面的描述。附图中给出了真空注液装置的首选实施例。但是，真空注液装置可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对真空注液装置的公开内容更加透彻全面。

在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

请参阅图1，本实用新型实施例的单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置1，包括密闭的腔体100、用以对所述腔体100内抽真空的抽真空部件200和和用以对放置在所述腔体100内的待注液电池注液的注液装置。

所述腔体100内设有第一封头140和第二封头150，所述第一封头140和第二封头150相互配合用以对所述待注液电池的注液口进行热封。

进一步地，所述腔体100包括上腔体110、上腔体120和设置在所述上腔体110和所述上腔体120之间的用于容纳待注液电池的容纳空间130。

上述腔体100可以由透明有机玻璃制成，便于观察腔体100内的注液情况，便于操控。所述腔体100和所述容纳空间130优选为侧凸型结构。

需要理解的是，第一封头140和第二封头150正对待注液电池的注液端相对称地设置，在本实用新型实施例中，所述第一封头140安装在上腔体120上，所述第二封头150安装在上腔体110上，相反亦可。为确保第一封头140和第二封头150能够快速准确对位，优选地，本实用新型实施例中，所述第一封头140固定地安装在所述上腔体120上，所述第二封头150活动地安装在所述上腔体110上能够使所述第二封头150上下伸缩活动，当注液完毕后，需要对注液口进行热封时，只需要将第二封头150向下延伸，与第一封头140快速对位实现对电池的注液口进行密封。

由上述描述可知，本实用新型的单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置1，使用时，将电池放置在上腔体120上，通过抽真空部件200将腔体100内进行抽真空，再通过注液装置对电池进行注液，注液后采用第一封头140和第二封头150对电池的注液口进行预封口，这样使电池在真空环境下完成注液和预封口，使电解液没有机会接触到空气中的水分，大大减小了水分对电池性能的劣化影响；且较好地实现了对单体大容量聚合物锂离子电池的注液，且注液效率高，占用资源少。

需要声明的是，虽然本实用新型的真空注液装置1用以对单体超大容量聚合物锂离子电池的注液，但这并不意味着本实用新型的空注液装置只能应用在对单体超大容量聚合物锂离子电池的注液。当然其它形式的电池也适用于本技术方案，也能达到同样的注液。至于上述给出的单体超大容量聚合物锂离子电池，仅仅是本实用新型真空注液装置1的一个应用环境的示例而已，不可视为对本实用新型的真空注液装置1的限制而已。

优选地，本实用新型实施例中，所述抽真空部件200包括设置在所述腔体100一侧的真空抽吸管210和设置在所述腔体100外侧与所述真空抽吸管210连通的真空抽吸器220。

可以理解的是，真空抽吸管210的一端与腔体100内容纳空间130连通，真空抽吸管210与真空抽吸器220密封连通。真空抽吸器220抽真空，将腔体100内的空气通过真空抽吸管210抽出，当腔体100内的真空度达到预定值后，真空抽吸器220停止抽真空。

上述真空抽吸器220可列举为真空泵等公知的形式。为了控制真空抽吸器220向腔体100内抽气的开启，可在真空抽吸器220与真空抽吸管210之间连通真空控制阀如电磁阀等。

优选地，本实用新型实施例中，所述注液装置包括设置在所述腔体100一侧的注液管300，所述注液管300的一端用于伸入所述待注液电池的注液口内，所述注液管300的另一端用于外接电解液。

上述注液管300可列举为聚四氟乙烯材质。优选地，所述注液管300的一端正对电池的注液口设置，这样便于注液管300的一端快速伸入到电池的注液口内对电池进行注液。

当然，还可以在所述注液管300的一端安装注液针，使注液时，注液管300的一端更容易伸入注液电池的注液口内进行注液。所述注液管300的另一端通过计量泵外接电解液，注液时，计量泵工作，向注液管300中泵入一定量的电解液。

优选地，本实用新型实施例中，所述腔体100内还设有用以驱动所述注液管300活动的第一驱动机构160。可以理解的是，所述第一驱动机构160用于推进所述注液管300的一端伸入所述待注液电池的注液口、并在注液完成后将所述注液管300抽出所述待注液电池的注液口。

优选地，本实用新型实施例中，所述第一驱动机构160为气缸驱动机构或电磁感应驱动机构。当然，所述第一驱动机构160还可以为弹簧驱动机构。

优选地，本实用新型实施例中，所述腔体100内还设有第一吸盘190A和第二吸盘190B，所述第一吸盘190A和所述第二吸盘190B相互配合用以拉开所述待注液电池的注液口处的包装铝塑膜。

优选地，本实用新型实施例中，所述腔体100内还设有用以驱动所述第一吸盘190A和所述第二吸盘190B活动的第二驱动机构170。

上述，第一吸盘190A和第二吸盘190B均可列举为真空吸盘。本实用新型实施例中，所述第一吸盘190A安装在下腔体120上，所述第二吸盘190B安装在上腔体110上。第二驱动机构170可列举为气缸驱动机构或者电磁感应驱动机构，用以驱动第一吸盘190A和第二吸盘190B做直线往复运动。注液前，通过第二驱动机构170驱动第一吸盘190A和第二吸盘190B朝对方运动，接触吸附在待注液电池的注液口处的铝塑膜上，然后使第一吸盘190A和第二吸盘190B复位，实现将待注液电池的注液口处的包装铝塑膜拉开。

优选地，所述腔体100内还设有用以驱动所述第一封头140和/或所述第二封头150活动的第三驱动机构180。

本实用新型实施例中，所述第一封头140固定安装在所述上腔体120上，所述第二封头150通过所述第三驱动机构180安装在所述上腔体110上。第三驱动机构180可列举为气缸驱动机构或者电磁感应驱动机构。对电池的注液口进行热封时，只需要通过驱动第二封头150向第一封头140运动，这样更能确保第一封头140和第二封头150准确对位以实现对电池的注液口的热密封。

优选地，本实用新型实施例中，还包括支撑杆400，所述支撑杆400用于支撑在所述腔体100底部一端使所述腔体100与水平面的倾斜角保持5～30°如5°、10°、15°、20°、25°或30°等状态。

需要说明的是，单体大容量聚合物锂离子电池的体积较大，将电池按常规小容量电池那样进行平放注液，难以确保注液过程中电池电芯完全被电解液浸泡，且注液效率比较低。因此，本实用新型实施例中，通过设置支撑杆400将腔体100的一端翘起，使腔体100与水平面的倾斜角保持5-30°的状态，从而使放置在腔体100内的电池与水平面呈倾斜设置，确保在整个注液过程中，电池电芯能够被电解液完全浸泡，实现整个电池电芯快速均匀地浸润，提高单体大容量聚合物锂离子电池的注液效率，进而提高单体大容量聚合物锂离子电池的生产效率。

上述第一驱动机构160、第二驱动机构170和第三驱动机构180还可列举出曲柄滑块机构、齿轮齿条机构、推杆凸轮机构、螺旋机构、电动缸机构、丝杆螺母机构等。

当然，还可以在腔体100外侧设置电气的控制面板来控制上述真空抽吸器220的开启、真空控制阀的打开或关闭，第一驱动机构160、第二驱动机构170、第三驱动机构180的运作，以及控制注液装置开启或者停止对电池进行注液。该控制面板优选为触控面板。

综上所述，本实用新型的单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置的有益效果是：

(1)本实用新型的单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置，使用时，将电池放置在腔体内，通过抽真空部件将腔体内进行抽真空，再通过注液装置对电池进行注液，注液后采用第一封头和第二封头对电池的注液口进行预封口，这样使电池在真空环境下完成注液和预封口，使电解液没有机会接触到空气中的水分，大大减小了水分对电池性能的劣化影响；且较好地实现了对单体大容量聚合物锂离子电池的注液，且注液效率高，占用资源少。

(2)进一步地，本实用新型的单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置，通过设置支撑杆将腔体的一端翘起，使腔体与水平面呈5～30°倾斜角，从而使放置在腔体内的电池与水平面呈倾斜设置，确保在整个注液过程中，电池电芯能够被电解液完全浸泡，实现整个电池电芯快速均匀地浸润，提高单体大容量聚合物锂离子电池的注液效率，进而提高单体大容量聚合物锂离子电池的生产效率。

尽管以上较多使用了表示结构的术语，例如“腔体”、“抽真空部件”、“注液装置”等，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单体大容量聚合物锂离子电池的真空注液装置，其特征在于，包括密闭的腔体、用以对所述腔体内抽真空的抽真空部件和用以对放置在所述腔体内的待注液电池注液的注液装置，所述腔体内设有第一封头和第二封头，所述第一封头和第二封头相互配合用以对所述待注液电池的注液口进行热封。

2.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，所述腔体包括上腔体、下腔体和设置在所述上腔体和所述下腔体之间的用于容纳待注液电池的容纳空间。

3.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，所述抽真空部件包括设置在所述腔体一侧的真空抽吸管和设置在所述腔体外侧与所述真空抽吸管连通的真空抽吸器。

4.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，所述注液装置包括设置在所述腔体一侧的注液管，所述注液管的一端用于伸入所述待注液电池的注液口，所述注液管的另一端用于外接电解液。

5.根据权利要求4所述的真空注液装置，其特征在于，所述腔体内还设有用以驱动所述注液管活动的第一驱动机构。

6.根据权利要求5所述的真空注液装置，其特征在于，所述第一驱动机构为气缸驱动机构或电磁感应驱动机构。

7.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，所述腔体内还设有第一吸盘和第二吸盘，所述第一吸盘和所述第二吸盘相互配合用以撕开所述待注液电池的注液口处的包装铝塑膜。

8.根据权利要求7所述的真空注液装置，其特征在于，所述腔体内还设有用以驱动所述第一吸盘和所述第二吸盘活动的第二驱动机构。

9.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，所述腔体内还设有用以使所述第一封头和/或所述第二封头活动的第三驱动机构。

10.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，还包括支撑杆，所述支撑杆用于支撑在所述腔体底部一端以使所述腔体与水平面的倾斜角保持5～30°的状态。