CN207558925U - 用于电池的真空注液系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电池的真空注液系统，该系统包括：真空容纳腔室，用于在其中容纳待注电解液的电芯；注液针，注液针密封地穿设真空容纳腔室，以对电芯进行注液；注液单元，注液单元通过三通阀连接至注液针；惰性气体供给单元，惰性气体供给单元与三通阀连接，其中在去残余的电解液时，三通阀将惰性气体供给单元与注液针之间的流体通路导通，并通过注液针向真空容纳腔室供给惰性气体。根据本实用新型的真空注液系统精度高、寿命长、稳定性好。

Description

用于电池的真空注液系统

技术领域

本实用新型涉及制造业领域，特别涉及一种用于电池的真空注液系统。

背景技术

锂离子电池因其节能环保、能量密度高等优点，而广泛应用在手机、笔记本电脑、音频制品、电动工具、备用电源、车用电源系统等多个应用领域，随着应用领域的拓展，锂离子电池在未来仍将保持旺盛的市场需求。

真空注液是锂电池制造的重要工序，即为了避免空气、水气等进入电芯，而在真空环境下将电解液导入电芯。据研究表明，注液过程中的真空值越低对电解液浸润电芯的效果越明显，然而电芯在高真空环境下，注液装置易出现注液精度异常、电解液污染夹具等问题。其原因在于注液装置的注液针内会残留少量电解液，其残留的电解液在高真空环境下会滴落，降低电芯的注液精度，存在电解液污染夹具、电芯的风险。目前，高真空注液是行业的一个难点，相关技术中，采用真空腔内设置接液盘，一定程度上避免了电解液污染电芯、夹具的风险，然而高真空残留电解液滴落带来的精度问题还未能得到很好解决。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种用于电池的真空注液系统，该真空注液系统精度高、寿命长、稳定性好。

根据本实用新型实施例的用于电池的真空注液系统，其特征在于，包括：真空容纳腔室，用于在其中容纳待注电解液的电芯；注液针，所述注液针密封地穿设所述真空容纳腔室，以对所述电芯进行注液；注液单元，所述注液单元通过三通阀连接至所述注液针；惰性气体供给单元，所述惰性气体供给单元与所述三通阀连接，其中在去残余的所述电解液时，所述三通阀将所述惰性气体供给单元与所述注液针之间的流体通路导通，并通过所述注液针向所述真空容纳腔室供给惰性气体。

根据本实用新型的用于电池的真空注液系统通过惰性气体供给单元和三通阀可以将残留在注液针内的残余电解液完全注射到电芯内，避免了注液针在抽离真空容纳腔室过程中注液针内的残留电解液污染真空容纳腔室内的环境，改善了注液的精度，提高了电芯注液的良品率。

另外，根据本实用新型上述实施例的真空注液系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一些实施例，所述注液单元包括：注液中转杯；以及注液泵，所述注液泵通过注液阀连接至所述注液中转杯。

根据本实用新型的一些实施例，所述惰性气体为氦气。

根据本实用新型的一些实施例，所述真空容纳腔室包括：真空上腔体，所述真空上腔体可被驱动沿着竖直方向上下移动；以及真空下腔体，所述真空下腔体被固定设置在所述真空上腔体的下方，以与所述真空上腔体密封配合。

根据本实用新型的一些实施例，所述真空密封腔室内容纳有用于夹持电芯的电芯夹具。

根据本实用新型的一些实施例，真空注液系统进一步包括：注液驱动单元，所述注液驱动单元至少可驱动所述注液针和所述注液单元相对于所述真空上腔体作升降运动。

根据本实用新型的一些实施例，所述注液驱动单元包括：注液驱动汽缸，所述注液单元固定至所述注液驱动汽缸，以跟随所述注液驱动汽缸作同步升降运动。

根据本实用新型的一些实施例，真空注液系统进一步包括：导柱，所述导柱连接至所述真空上腔体，且所述注液驱动单元固定至所述导柱；以及真空上腔体驱动单元，所述真空上腔体驱动单元用于驱动所述真空上腔体作升降运动。

根据本实用新型的一些实施例，所述真空上腔体形成有抽真空口。

根据本实用新型的一些实施例，所述惰性气体供给单元供给至所述注液针的所述惰性气体的压力为0.1～0.4Mpa。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的真空注液装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的真空注液装置的左视图；

图3是根据本实用新型实施例中注液单元的示意图；

图4是图1中圈示A的局部放大图。

附图标记：电芯200，真空注液系统100，

真空容纳腔室110，真空上腔体111，抽真空口111a，真空下腔体112，电芯夹具113，

注液单元120，注液针121，注液中转杯122，注液泵123，注液驱动单元124，

三通阀130，

惰性气体供给单元140，

注液驱动汽缸151，导柱152，

真空上腔体驱动单元160。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面根据图1-图4对本实用新型实施例的用于电池的真空注液系统100进行详细描述。

如图1所示，根据本实用新型的真空注液系统100包括真空容纳腔室110、注液针121、注液单元120和惰性气体供给单元140。

其中，真空容纳腔室110可以用于容纳待注电解液的电芯200，注液针121密封地穿设真空容纳腔室110，以对电芯200进行注液，注液单元120通过三通阀130连接至注液针121，惰性气体供给单元140与三通阀130连接，其中在去残余的电解液时，三通阀130将惰性气体供给单元140与注液针121之间的流体通路导通，并通过注液针121朝向真空容纳腔室110供给惰性气体。

电芯200设置在真空容纳腔室110内，在真空环境下对电芯200进行加注电解液可以有效地提高电解液对电芯200的浸润效果，注液针121穿设真空容纳腔室110后，电解液通过注液单元120送往电芯200，在电解液加注完成后注液针121内还会还有残留的电解液，残留的电解液可能在真空环境下滴落，造成真空容纳腔室110的污染，污染夹具设置对夹具造成腐蚀，同时电解液的注液精度要求较高，当注液针121上有残留的电解液会严重的影响到电解液的注射精度，进而导致电芯200的良品率降低。

通过注液针121向真空容纳腔室110供给惰性气体，可以将残存在注液针121中的电解液完全注入到电芯200中，从而避免残存的电解液滴入到真空容纳腔室110中，以及避免对夹具造成污染；此外，通过惰性气体将残存在注液针121中的电解液排出，还显著提升了电芯200的电解液注入量的精度，提升了电芯200的良品率。

注液单元120、惰性气体供给单元140、注液针121通过三通阀130连接起来，在电解液的注射过程中，注液单元120与注液针121连通将电解液注射到真空腔室内，注液完成后注液单元120与注液针121之间的通路关闭，惰性气体供给单元140与注液针121之间的通路打开，惰性气体供给单元140向注液针121输入惰性气体以将注液针121内残留的电解液注射到电芯200中，最终完成电芯200注液，并将电芯200转运到下一工位进行真空封装。

根据本实用新型的用于电池的真空注液系统100，通过惰性气体供给单元140和三通阀130可以将残留在注液针121内的残余电解液完全注射到电芯200内，避免了注液针121在抽离真空容纳腔室110过程中注液针121内的残留电解液污染真空容纳腔室110内的环境，改善了电芯200的注液的精度，提高了电芯200的良品率。

根据本实用新型的一些实施例，注液单元120包括注液中转杯122和注液泵123。

其中，注液中转杯122中装有电解液，在电解液的注射过程中注液中转杯122通过三通阀130与注液针121相连，由于注液中转杯122中的压力大于真空容纳腔室110内的压力，电解液可以从注液中转杯122流入到真空容纳腔室110内，注液泵123通过注液阀将定量的电解液注入到注液中转杯122中。

注液中转杯122可以对电解液的多少进行测量，以使得电池的电解液注入量直观可见，方便对电芯200的电解液注入量进行调整，注液泵123用于将电解液转移到注液中转杯122中，为电解液的流动提供动力。

根据本实用新型的一些实施例，惰性气体为氦气，氦气的提取成本低且含量高，氦气不会与电解液发生化学反应，在氦气注入到电池中后可以起到一定的密封作用，有效地提高了电池的质量，在向注液针121中注入氮气可以使残留的电解液流向电芯200。

根据分实用新型的一些实施例，真空容纳腔室110包括真空上腔体111和真空下腔体112。

其中，真空上腔体111可以被驱动沿竖直方向上下移动，真空下腔体112被固定设置在真空上腔体111的下方，以与真空上腔体111密封配合，将电芯200设置在真空下腔体112内，真空上腔体111与真空下腔体112合装密封，以使电芯200处于一个封闭的环境，通过真空机将真空腔室内的气体抽离以形成封闭的真空环境。

优选地，真空密封腔室内有用于夹持电芯200的电芯夹具113，通过电芯夹具113可以将电芯200固定在空密封腔室内，防止注液针121在注射电解液的过程中发生移动。

根据本实用新型的真空注液系统100还包括注液驱动单元124，注液驱动单元124至少可驱动注液针121和注液单元120相对于真空上腔体111做升降运动。

也就是说，注液驱动单元124可以为注液针121和注液单元120的移动提供动力，使得注液针121可以在注射电解液过程中伸入到真空腔室内，在注射电解液完成后抽离真空腔室，注液驱动单元124可控制注液针121伸入的距离以及注液的时间，保证真空注液系统100的稳定性。

进一步地，注液驱动单元124包括注液驱动气缸151，注液单元120固定至注液驱动汽缸151，以跟随注液驱动汽缸151作同步升降运动。

通过注液驱动汽缸151向上或向下移动以控制注液针121在真空容纳腔室110内的伸入或伸出，使真空注液系统100在对于小容量的软包电池和硬壳电芯200的电解液注射过程中具有良好的精度及稳定性。

根据本实用新型的一些实施例，真空注液系统100还包括导柱152和真空上腔体驱动单元160。

其中，导柱152连接至真空上腔体111，注液驱动单元124固定至导柱152，导柱152可以使注液驱动单元124以及真空上腔体111的运动轨迹稳定，真空上腔体驱动单元160用于驱动真空上腔体111作升降运动，真空上腔体111可以相对于真空下腔体112上下移动，进而使得真空注液系统100稳定可靠。

真空上腔体111形成有抽真空口111a，抽真空口111a可以与真空机相连，在真空上腔体111与真空下腔体112形成一个封闭的结构后，真空容纳腔室110内的气体通过真空机从抽真空口111a排出，以使真空容纳腔室110形成真空环境。

优选地，惰性气体供给单元140供给至注液针121的惰性气体的压力为0.1～0.4Mpa，通过多次的实验在这个压力范围内的惰性气体可以将注液管内残余的电解液排除干净，同时又不会使用过多的惰性气体，降低了电芯200的生产成本。

根据本实用新型实施例的真空注液系统100，采用惰性气体对注液针121内残余的电解液进行清理，防止在注液针121抽离时残余电解液落在真空容纳腔室110内，进而保护了电芯夹具113，同时提高了电芯200的注液的精度，使真空注液系统100的稳定性得到了提升。

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必须针对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。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于电池的真空注液系统，其特征在于，包括：

真空容纳腔室，用于在其中容纳待注电解液的电芯；

注液针，所述注液针密封地穿设所述真空容纳腔室，以对所述电芯进行注液；

注液单元，所述注液单元通过三通阀连接至所述注液针；

惰性气体供给单元，所述惰性气体供给单元与所述三通阀连接，其中

在去残余的所述电解液时，所述三通阀将所述惰性气体供给单元与所述注液针之间的流体通路导通，并通过所述注液针向所述真空容纳腔室供给惰性气体。

2.根据权利要求1所述的真空注液系统，其特征在于，所述注液单元包括：

注液中转杯；以及

注液泵，所述注液泵通过注液阀连接至所述注液中转杯。

3.根据权利要求1所述的真空注液系统，其特征在于，所述惰性气体为氦气。

4.根据权利要求1所述的真空注液系统，其特征在于，所述真空容纳腔室包括：

真空上腔体，所述真空上腔体可被驱动沿着竖直方向上下移动；以及

真空下腔体，所述真空下腔体被固定设置在所述真空上腔体的下方，以与所述真空上腔体密封配合。

5.根据权利要求1所述的真空注液系统，其特征在于，所述真空容纳腔室内容纳有用于夹持电芯的电芯夹具。

6.根据权利要求4所述的真空注液系统，其特征在于，进一步包括：

注液驱动单元，所述注液驱动单元至少可驱动所述注液针和所述注液单元相对于所述真空上腔体作升降运动。

7.根据权利要求6所述的真空注液系统，其特征在于，所述注液驱动单元包括：

注液驱动汽缸，所述注液单元固定至所述注液驱动汽缸，以跟随所述注液驱动汽缸作同步升降运动。

8.根据权利要求6所述的真空注液系统，其特征在于，进一步包括：

导柱，所述导柱连接至所述真空上腔体，且所述注液驱动单元固定至所述导柱；以及

真空上腔体驱动单元，所述真空上腔体驱动单元用于驱动所述真空上腔体作升降运动。

9.根据权利要求4所述的真空注液系统，其特征在于，所述真空上腔体形成有抽真空口。

10.根据权利要求1所述的真空注液系统，其特征在于，所述惰性气体供给单元供给至所述注液针的所述惰性气体的压力为0.1～0.4Mpa。