CN214898808U - 一种注液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种注液装置，用于电池，包括储液罐、注液管道以及回液管道，用于储存液体；所述注液管道的一端用于与所述储液罐连通，所述注液管道的另一端用于与所述电池连通，以将所述液体注入所述电池内；所述回液管道的一端用于与所述储液罐连通，所述回液管道的另一端用于与所述电池连通，以将所述电池内的所述液体回流至所述储液罐。本申请通过在储液罐与电池之间形成液体的流动循环，可以将注液与浸润结合在一起，整个浸润过程电池始终完全浸泡在液体中，浸润完成即注液完成，其结构简单，提高了浸润效率。

Description

一种注液装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种注液装置。

背景技术

电池在生产的过程中，需要通过注液孔注入电解液，且需要对电池浸润；但是随着电池能量密度的提高，注液所需的时间逐渐增加，注液效率越来降低；同时，在电池浸润静置的过程中，电解液的液面会逐渐下降，导致浸润的效率降低。因此亟需一种新型注液装置来解决上述问题。

实用新型内容

本申请提供一种注液装置，用于解决现有技术中浸润效率低的技术问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种注液装置，用于电池，包括：

储液罐，用于储存液体；

注液管道，所述注液管道的一端用于与所述储液罐连通，所述注液管道的另一端用于与所述电池连通，以将所述液体注入所述电池内；以及

回液管道，所述回液管道的一端用于与所述储液罐连通，所述回液管道的另一端用于与所述电池连通，以将所述电池内的所述液体回流至所述储液罐。

本申请通过注液管道将液体注入电池中，回液管道将电池内的液体回流至储液罐中；如此，在储液罐与电池之间形成液体的流动循环，可以将注液与浸润结合在一起，整个浸润过程中电池始终完全浸泡在液体中，设备结构简单，提高了浸润的效率。

作为本实用新型的一种实施方式，所述回液管道位于所述注液管道内或者所述注液管道位于所述回液管道内。

如此，通过回液管道位于注液管道内或者注液管道位于回液管道内，电池只要一个注液孔就可以同时满足注液以及回流的工艺，无需改变电池的结构。

作为本实用新型的一种实施方式，所述注液管道位于所述回液管道内，所述注液管道的注液开口在竖直方向上的高度小于等于所述回液管道的回液开口在所述竖直方向上的高度。

如此，通过注液管道位于回液管道内，注液管道的注液开口在竖直方向上的高度小于等于回液管道的回液开口在竖直方向上的高度；使得注液管道的注液开口能够伸入到电池的内部，以将液体注入电池内，从而将电池内的空气挤出，空气从回液管道的回液开口排出，防止电池的内部空气压力在液体没有注满时，就将液体挤出，导致注液失败。

作为本实用新型的一种实施方式，所述注液装置还包括第一托盘以及第一驱动单元，所述注液管道与所述回液管道设置在所述第一托盘上，所述驱动单元用于驱动所述第一托盘靠近或者远离所述电池，使所述注液管道、所述回液管道与所述电池连通或者断开。

如此，可以将注液管道与回液管道集成在第一托盘上，通过第一驱动单元就可以实现注液管道、回液管道与电池连通或者断开，注液方便，提高注液效率。

作为本实用新型的一种实施方式，所述注液装置包括两个以上的所述第一托盘以及转盘，两个以上的所述第一托盘以转盘的转轴为中心排列分布，所述转盘用于驱动两个以上的所述第一托盘转动。

如此，通过两个以上的第一托盘以及转盘，可以将不同尺寸的注液管道与回液管道集成在不同的第一托盘上，需要对不同尺寸的电池进行注液时，可以通过旋转转盘实现，提高更换效率。

作为本实用新型的一种实施方式，所述注液装置还包括定位机构，所述定位机构用于对所述第一托盘与所述电池之间的位置进行定位。

如此，通过定位机构可以对第一托盘进行定位，可以保证注液管道与回液管道移动到正确的位置，然后再进行注液。

作为本实用新型的一种实施方式，所述注液装置还包括连通管道，所述连通管道被配置为当所述注液装置对两个以上的所述电池进行注液时，将两个相邻的所述电池连通。

如此，可以通过连通管道，将两个以上的所述电池串联，实现一个电池组只需要一组的注液管道与回液管道，降低管路的构建成本。

作为本实用新型的一种实施方式，所述注液装置还包括抽真空单元，所述抽真空单元与所述连通管道相连通，所述抽真空单元用于对所述连通管道抽真空，以将所述连通管道内的所述液体留在所述连通管道内。

如此，可以对串联的连通管道抽真空，在移开连通管道时，进行微真空保持，防止将连通管道移开时，残留在连通管道内的液体从管道内流出，污染电池。

作为本实用新型的一种实施方式，所述注液装置还包括第二托盘、两个以上的所述连通管道以及第二驱动单元，两个以上的所述连通管道设置在所述第二托盘上，所述第二驱动单元用于驱动所述第二托盘靠近或者远离所述电池，使所述连通管道与所述电池连通或者断开。

如此，两个以上的连通管道可以都集成在第二托盘上，通过驱动第二驱动单元，就可以实现所有的连通管道与电池的连通或者断开，注液方便，提高注液效率。

作为本实用新型的一种实施方式，所述第一驱动单元和/或所述第二驱动单元为下压机构，所述下压机构用于将所述注液管道、所述回液管道以及所述连通管道压入所述电池。

如此，通过下压机构防止在注液过程中，注液管道的注液端和/或回液管道的回流端被电芯的内部空气压力弹出，导致注液失败。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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为一种实施方式的注液装置的结构示意图；

图2为一种实施方式的电池单体的结构示意图；

图3为一种实施方式的电池单体的爆炸图；

图4为另一种实施方式的电池单体的结构示意图；

图5为另一种实施方式的电池单体的剖视图；

图6为一种实施方式的第一托盘与电池单体相配合的结构示意图；

图7为一种实施方式的第一托盘与转盘相配合的结构示意图；

图8为一种实施方式的注液管道与回液管道的局部截面示意图。

附图标记说明：

1、储液罐，

2、注液管道，

21、注液开口，

3、回液管道，

31、回液开口，

4、电池，

41、注液孔，

42、出液孔，

43、顶盖组件，

44、电极组件，

45、电极端子，

46、壳体，

5、连通管道，

6、第一托盘，

7、转盘，

8、注液泵，

9、控制阀，

10、液体。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；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在本实施例中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

现有的注液装置将电解液注入电池中；常见的注液方式主要分为两类，一种是通过注液孔直接注液，另外一种是将电池放入到电解液之中让电解液渗入电池。通过注液孔注液的方式，根据注液量又可以分为单倍注液和多倍注液。其中单倍注液方法，通过反复的抽压的方式促进电解液在电池内的浸润，而多倍注液方法是通过加压的方式促进电解液在电池内浸润，浸入式注液则没有促进浸润的措施。

现有的注液设备采用负压自吸式自动注液方式，即将电池内部吸成负压，用管路将电池与电解液连接，使电池内部与电解液所在空间之间形成压差，利用该压差使电解液自动吸入到电池内部，完成自动注液。该注液方式设备复杂、成本高，且由于需要持续对电池抽真空，电解液被抽出的风险大，同时，电解液无法在短时间完全浸润到电池内部。因此，本申请需要提出一种注液装置。

下面通过具体实施例介绍本申请提出的注液装置。图中箭头z所指方向为生产过程中的竖直方向。

请参阅图1至图8，本实施例涉及一种注液装置，该注液装置包括储液罐1、注液管道2以及回液管道3，储液罐1用于储存液体10，注液管道2的一端用于与储液罐1连通，注液管道2的另一端用于与电池4连通，以将液体10注入电池4内；回液管道3的一端用于与储液罐1连通，回液管道3的另一端用于与电池4连通，以将电池4内的液体10回流至储液罐1。

使用过程中，通过注液管道2将液体10注入电池4中，回液管道3将电池4内的液体10回流至储液罐1中；如此，在储液罐1与电池4之间形成液体10的流动循环，可以将注液与浸润结合在一起，整个浸润过程中电池4始终完全浸泡在液体10中，其设备结构简单，提高了浸润的效率。

同时，本实施例中，可以注入高温度的液体10，相比常温的注液，高温下的电解液粘性更低，电池4浸润速度更快；具体的，浸润温度为45℃，可以通过环境热传递的方式，使得电池4及电解液始终保持在45℃，可以进一步提高浸润、注液的速度。在实际生产过程中，电解液的流速可以在刚开始注液时，流速快，达到电池4快速被注满的目的；在后期，可降低电解液的流速，维持电池4完全被电解液浸泡。

其中，本实施例中的液体10，具体为电解液，但并不局限于电解液。电解液是电池4中离子传输的载体，一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在电池4正、负极之间起到传导离子的作用，电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。

本申请中，电池4可以为锂离子二次电池4、锂离子一次电池4、锂硫电池4、钠锂离子电池4、钠离子电池4或镁离子电池4等，本申请实施例对此并不限定。电池4可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池4一般按封装的方式分成三种：柱形电池4、方体电池4和软包电池4，本申请实施例对此也不限定。

在本实施例中，可以同时为两个以上的电池4进行注液，该注液装置还包括连通管道5，连通管道5被配置为当注液装置对两个以上的电池4进行注液时，将两个相邻的电池4连通。在本实施例中，两个以上的电池4通过连通管道5彼此串联；此时，可以通过连通管道5，实现一个电池4组只需要一组的注液管道2与回液管道3，就可以实现两个以上的电池4同时注液，降低管路的构建成本。

值得一提的是，本实施例中，也有无需连通管道5的情况，当电池4为两个以上时，可以将两个以上的注液管道2并联在一起，分别与每一个电池4相连通；再将两个以上的回液管道3并联在一起，分别与每一个电池4相连通，也可以同时为两个以上的电池4进行注液，也在本实施例的保护范围内。

本实施例中，该注液装置还包括注液泵8以及控制阀9，注液泵8设置在注液管道2上，注液泵8用于驱动储液罐1内的液体10进入电池4中。注液装置包括两个控制阀9，一个控制阀9设置在储液罐1的进液口上，用于控制储液罐1内液体10的总量；另一个控制阀9设置在储液罐1的出液口上，用于控制储液罐1对电池4进行注液。

本实施例中，可以通过注液泵8与注液管道2、回液管道3的内径差异设置，可以实现在电池4内部实现液压的升高，增加电池4浸润的速率，实现电池4产能的提高。

在一些实施例中，如图2至图4所示，电池4包括两个电极端子45、顶盖组件43、电极组件44以及壳体46，两个电极端子45设置在顶盖组件43上，两个电极端子45分别为正电极端子45和负电极端子45。

壳体46可由铝、铝合金或镀镍钢等金属材料制成，壳体46可具有六面体形状或其他形状，且具有开口。壳体46设有容纳腔，电极组件44容纳于壳体46的容纳腔内。壳体46的开口覆盖有顶盖组件43，顶盖组件43将电极组件44封闭在壳体46内。

电极组件44由正极片(图中未示出)、负极片(图中未示出)和隔离膜(图中未示出)组成。电池4主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池4为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔膜的材质可以为聚丙烯(polypropylene，PP)或聚乙烯(polyethylene，PE)等。此外，电极组件44可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。

在一些实施例中，电池4的顶盖组件43上可以只设置有注液孔41，在另外的实施例中，电池4的顶盖组件43上也可以设置有注液孔41以及出液孔42。

以电池4的顶盖组件43上只设置有注液孔41为例，其中注液装置的回液管道3位于注液管道2内，或者注液管道2位于回液管道3内。

此时，通过回液管道3位于注液管道2内或者注液管道2位于回液管道3内，电池4只要一个注液孔41就可以同时满足注液以及回流的工艺，无需改变电池4的结构，现有的电池4一般都是只有一个注液孔41。

以电池4的顶盖组件43上也可以设置有注液孔41以及出液孔42为例，如图4以及图5所示，其中，注液装置的注液管道2与电池4的注液孔41相连通，注液装置的回液管道3与电池4的出液孔42相连通。使用过程中，通过注液管道2将液体10注入电池4中，回液管道3将电池4内的液体10回流至储液罐1中。简化了注液流程，注液过程无需对电芯抽真空；电解液从一端向另一端的流动增加电池4的浸润性能，整个过程中，始终保持电解液处在高液位以及流动性，到达高速浸润的目的。相比传统浸润方式，该装置随着浸润的进行，电解液的液面不会降低，电解液会从电池4的四周向电池4的内部浸润，大大缩减了浸润所需要的时间。

本实施例中，电池4的注液孔41以及出液孔42均设置有沉台，注液管道2的内径与注液孔41的沉台的内径相同，回液管道3的内径与出液孔42的沉台的内径相同。或者连通管道5的内径与注液孔41的沉台、出液孔42的沉台的内径相同，以方便电解液的流动。

在一些实施例中，如图6所示，注液装置还包括第一托盘6以及第一驱动单元，注液管道2与回液管道3设置在第一托盘6上，驱动单元用于驱动第一托盘6靠近或者远离电池4，使注液管道2、回液管道3与电池4连通或者断开。可以将注液管道2与回液管道3集成在第一托盘6上，通过第一驱动单元就可以实现注液管道2、回液管道3与电池4连通或者断开，注液方便，提高注液效率。

此时，第一驱动单元为下压机构，下压机构将第一托盘6压在电池4上，下压机构用于将注液管道2、回液管道3压入电池4的注液孔41与出液孔42，并保持一定的下压力。防止在注液过程中，注液管道2的注液端和回液管道3的回流端被电芯的内部空气压力弹出，导致注液失败。

本实施例中，注液管道2的注液开口21、回液管道3的回液开口31以及连通管道5的两端开口可以为橡胶头，注液时下压橡胶头能够保证管道刚好插入注液孔41、出液孔42，下压保证密封。

在一些实施例中，如图7所示，注液装置包括两个以上的第一托盘6以及转盘7，两个以上的第一托盘6以转盘7的转轴为中心排列分布，转盘7用于驱动两个以上的第一托盘6转动。

如此，通过两个以上的第一托盘6以及转盘7，可以将不同尺寸的注液管道2与回液管道3集成在不同的第一托盘6上，需要对不同尺寸的电池4进行注液时，可以通过旋转转盘7实现，提高更换效率。

在其他实施例中，注液装置还包括第二托盘、两个以上的连通管道5以及第二驱动单元，两个以上的连通管道5设置在第二托盘上，驱动单元用于驱动第二托盘靠近或者远离电池4，使连通管道5与电池4连通或者断开。两个以上的连通管道5可以都集成在第二托盘上，通过驱动第二驱动单元，就可以实现所有的连通管道5与电池4的连通或者断开，注液方便，提高注液效率。

此时，第二驱动单元为下压机构，下压机构用于将连通管道5压入电池4。如此，通过下压机构防止在注液过程中，连通管道5被电芯的内部空气压力弹出，导致注液失败，液体10从连通管道5流出，污染电池4。

在其他实施例中，注液装置还包括抽真空单元，抽真空单元与连通管道5相连通，抽真空单元用于对连通管道5抽真空，以将连通管道5内的液体10留在连通管道5内。可以对串联的连通管道5抽真空，在移开连通管道5时，进行微真空保持，防止将连通管道5移开时，残留在连通管道5内的液体10从管道内流出，污染电池4。

在其他实施例中，为了保证注液管道2、回液管道3以及连通管道5移动到正确的位置，注液装置还包括定位机构，定位机构用于对第一托盘6、第二托盘与电池4之间的位置进行定位。通过定位机构可以对第一托盘6、第二托盘进行定位，可以保证注液管道2与回液管道3移动到正确的位置，然后再进行注液。

在一些实施例中，如图8所示，注液管道2位于回液管道3内，注液管道2的注液开口21在竖直方向上的高度小于等于回液管道3的回液开口31在竖直方向上的高度。

如此，通过注液管道2位于回液管道3内，注液管道2的注液开口21在竖直方向上的高度小于等于回液管道3的回液开口31在竖直方向上的高度；在电池4生产过程中，注液管道2的注液开口21伸入到电池4的内部，将液体10注入电池4内，从而将电池4内的空气挤出，空气从回液管道3的回液开口31排出，防止电池4的内部空气压力在液体10没有注满时，就将液体10挤出，导致注液失败。

使用过程中，注液浸润开始，电解液的主管道向储液罐1进液，保证储液罐1的液位高度不小于最低液位，且不高于最高液位；液位高度大于最低液位，注液泵8启动，向电池4提供进液动力；电解液流经最后一个电池4后，电解液回流到储液罐1中；注液和浸润时间大于预设时间，停止注液。

区别现有技术，本实施例在储液罐1与电池4之间形成液体10的流动循环，可以将注液与浸润结合在一起，整个浸润过程始终保持液体10具有流动性，且电池4始终完全浸泡在液体10中，浸润完成即完成注液，其结构简单，简化了注液流程，降低了设备成本。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种注液装置，用于电池，其特征在于，包括：

储液罐，用于储存液体；

注液管道，所述注液管道的一端用于与所述储液罐连通，所述注液管道的另一端用于与所述电池连通，以将所述液体注入所述电池内；以及

回液管道，所述回液管道的一端用于与所述储液罐连通，所述回液管道的另一端用于与所述电池连通，以将所述电池内的所述液体回流至所述储液罐。

2.根据权利要求1所述的注液装置，其特征在于，所述回液管道位于所述注液管道内或者所述注液管道位于所述回液管道内。

3.根据权利要求1所述的注液装置，其特征在于，所述注液管道位于所述回液管道内，所述注液管道的注液开口在竖直方向上的高度小于等于所述回液管道的回液开口在所述竖直方向上的高度。

4.根据权利要求1所述的注液装置，其特征在于，所述注液装置还包括第一托盘以及第一驱动单元，所述注液管道与所述回液管道设置在所述第一托盘上，所述第一驱动单元用于驱动所述第一托盘靠近或者远离所述电池，使所述注液管道、所述回液管道与所述电池连通或者断开。

5.根据权利要求4所述的注液装置，其特征在于，所述注液装置包括两个以上的所述第一托盘以及转盘，两个以上的所述第一托盘以转盘的转轴为中心排列分布，所述转盘用于驱动两个以上的所述第一托盘转动。

6.根据权利要求4所述的注液装置，其特征在于，所述注液装置还包括定位机构，所述定位机构用于对所述第一托盘与所述电池之间的位置进行定位。

7.根据权利要求1所述的注液装置，其特征在于，所述注液装置还包括连通管道，所述连通管道被配置为当所述注液装置对两个以上的所述电池进行注液时，将两个相邻的所述电池连通。

8.根据权利要求7所述的注液装置，其特征在于，所述注液装置还包括抽真空单元，所述抽真空单元与所述连通管道相连通，所述抽真空单元用于对所述连通管道抽真空，以将所述连通管道内的所述液体留在所述连通管道内。

9.根据权利要求7所述的注液装置，其特征在于，所述注液装置还包括第二托盘、两个以上的所述连通管道以及第二驱动单元，两个以上的所述连通管道设置在所述第二托盘上，所述第二驱动单元用于驱动所述第二托盘靠近或者远离所述电池，使所述连通管道与所述电池连通或者断开。

10.根据权利要求9所述的注液装置，其特征在于，所述第二驱动单元为下压机构，所述下压机构用于将所述注液管道、所述回液管道以及所述连通管道压入所述电池。

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