CN216120672U - 注液装置及注液系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及能源设备制造技术领域，特别是涉及一种注液装置及注液系统。其包括第一容器、导液管道和换热组件。第一容器设置有第一腔体、第一通孔和第二通孔。第一通孔、第二通孔均与第一腔体连通。导液管道收容于第一腔体，导液管道的两端均从第一容器伸出，导液管道用于传输电解液。换热组件包括加热组件、循环泵以及导热介质，加热组件分别连接于第一通孔和第二通孔，导热介质收容于加热组件和第一腔体内，循环泵用于驱动导热介质在第一腔体和加热组件之间循环流动，加热组件用于对导热介质进行加热。通过上述结构，电解液在通过导液管道时，导热介质与电解液进行热交换，从而提升电解液注入电池的效率。

Description

注液装置及注液系统

技术领域

本申请实施例涉及能源设备制造技术领域，特别是涉及一种注液装置及注液系统。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或锂合金为正极和负极的材料、使用非水电解质溶液的电池。随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。锂离子电池大量应用在各种移动终端上，例如：手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器等。

在锂电池的生产制造的过程中，锂电池的电解液存放温度一般低于室温。而电解液的粘度随温度的升高呈负相关，并且电解液的粘度决定了其注入锂电池容器的注入效率。同时，当电解液温度降低粘度增大时，驱动电解液注入电池的泵会发生卡泵现象。

目前，随着对于锂电池容量要求的提升，以及对锂电池制造行业产量要求的升高，电解液注入电池的效率不能满足当前需求。

实用新型内容

本申请实施例旨在提供一种注液装置及注液系统，以改善目前电解液注入电池的效率不能满足当前需求的现状。

本申请实施例解决其技术问题采用以下技术方案：提供一种注液装置，包括第一容器、导液管道和换热组件。所述第一容器设置有第一腔体、第一通孔和第二通孔，所述第一通孔、所述第二通孔均与所述第一腔体连通。所述导液管道收容于所述第一腔体，所述导液管道的两端均从所述第一容器伸出，所述导液管道用于传输所述电解液。所述换热组件包括加热组件、循环泵以及导热介质，所述加热组件分别连接于所述第一通孔和所述第二通孔，所述导热介质收容于所述加热组件和所述第一腔体内，所述循环泵用于驱动所述导热介质在所述第一腔体和所述加热组件之间循环流动，所述加热组件用于对所述导热介质进行加热。

可选地，所述加热组件包括加热源和第二容器。所述第二容器设有第二腔体、第三通孔和第四通孔。所述第三通孔与所述第一通孔连通，所述第四通孔与所述第二通孔连接，所述加热源安装于所述第二腔体内，所述加热源用于加热所述导热介质。将所述加热源安装于所述第二容器内，可以使得所述加热源同时加热所述第二腔体内的所述导热介质，以提高所述加热源的工作效率。

可选地，所述循环泵的进液口与所述第一通孔连通，所述循环泵的出液口与所述第三通孔连通。所述循环泵的设置有利于加快所述导热介质在所述第一腔体和第二腔体之间的循环流动，从而使得所述导热介质的温度变化减小，有利于所述导热介质的温度控制，从而更好的与所述电解液进行热交换。

可选地，所述换热组件还包括第一控制阀和第二控制阀。所述第一控制阀安装于所述第一通孔，用于关闭或者打开所述第一通孔，所述第二控制阀安装于所述第二通孔，用于关闭或者打开所述第二通孔。通过设置所述第一控制阀和第二控制阀，当所述导热介质温度过高时，可以在关闭所述循环泵的同时，进一步关闭所述第一控制阀和所述第二控制阀，以便于停止所述导热介质的循环。

可选地，所述换热组件还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器安装于所述第一腔体内，用于检测位于所述第一腔体内的所述导热介质的温度。所述控制器分别与所述循环泵、所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述温度传感器连接。所述控制器用于在所述温度传感器检测所述第一腔体内的所述导热介质的温度大于或者等于预定值时，控制所述循环泵、所述第一控制阀和所述第二控制阀关闭，以及，在所述温度传感器检测所述第一腔体内的所述导热介质的温度小于预定值时，控制所述循环泵、所述第一控制阀和所述第二控制阀开启。

可选地，所述换热组件还包括排气阀，所述排气阀安装于所述加热组件和/或所述第一容器，所述排气阀用于排出所述导热介质中的空气。

可选地，所述导液管道位于所述第一腔体的部分呈螺旋状设置。从而增加所述导液管道位于所述第一腔体的部分，与所述导热介质的接触面积，从而提升所述电解液与所述导热介质的热交换效率。

可选地，所述注液装置还包括第三容器。所述第三容器设置有第三腔体、第五通孔和第六通孔。所述第六通孔和所述第五通孔均与所述第三腔体连通，所述导液管道的出液端连接于所述第五通孔，所述第三容器用于暂存所述电解液。从而保证所述电解液的温度在经过加热后，直到注入电池时可以保持不变。

可选地，所述注液装置还包括保温介质，所述保温介质固定于所述第三容器的内表面和/或外表面。所述保温介质用于对所述第三容器进行保温，从而保证所述电解液的温度不变。

本申请实施例解决其技术问题采用的另一技术方案是：提供一种注液系统，所述注液系统包括上述方式任意一项所述的注液装置。

本申请实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请实施例的注液装置包括第一容器、导液管道和换热组件。所述第一容器设置有第一腔体、第一通孔和第二通孔，所述第一通孔、所述第二通孔均与所述第一腔体连通。所述导液管道收容于所述第一腔体，所述导液管道的两端均从所述第一容器伸出，所述导液管道用于传输所述电解液。所述换热组件包括加热组件、循环泵以及导热介质，所述加热组件分别连接于所述第一通孔和所述第二通孔，所述导热介质收容于所述加热组件和所述第一腔体内，所述循环泵用于驱动所述导热介质在所述第一腔体和所述加热组件之间循环流动，所述加热组件用于对所述导热介质进行加热。通过上述结构，所述电解液在通过所述导液管道时，所述导热介质与所述电解液进行热交换，所述导热介质在对所述电解液进行加热后，所述电解液的温度升高、粘度降低。一方面随着所述电解液粘度的降低，更加有利于所述电解液注入所述电池；另一方面，随着所述电解液粘度的降低，防止驱动所述电解液注入所述电池的泵，发生卡泵现象。从而提升所述电解液注入所述电池的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本申请其中一实施例提供的注液装置的示意图；

图2是本申请另一实施例提供的注液装置的示意图；

图3是本申请又一实施例提供的注液装置的示意图；

图4是本申请又一实施例提供的注液装置的电连接关系示意图；

图5是本申请再一实施例提供的注液装置的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1，图1是本申请其中一实施例提供的注液装置的示意图。该注液装置1包括第一容器10、导液管道20和换热组件30。其中，第一容器10设置有第一腔体11、第一通孔12和第二通孔13。并且第一通孔12、第二通孔13均与第一腔体11连通。导液管道20收容于第一腔体11，导液管道20的两端均从第一容器10伸出，导液管道20用于传输电解液。换热组件30包括加热组件31、循环泵32以及导热介质33，加热组件31分别连接于第一通孔12和第二通孔13，导热介质33收容于加热组件31和第一腔体11内，循环泵32用于驱动导热介质33在第一腔体11和加热组件31之间循环流动，加热组件31用于对导热介质33进行加热。加热后的导热介质33在于电解液进行热交换后，可以提高电解液的温度，从而降低电解液粘度，以提升电解液注入电池的效率。

需要说明的是，导液管道20内导流的电解液与导热介质33是隔离开来的，导热介质33不会污染电解液，在一些实施例中，导液管道20采用不锈钢或者铝等金属制成，以使导液管道20具有良好的导热性能，有利于提升电解液与导热介质之间的热交换性能。

在一些实施例中，导热介质33为导热油，例如：苯环型导热油、烷基萘型导热油、烷基联苯型导热油、联苯和联苯醚低熔混合物型导热油、烷基联苯醚型导热油或者矿物型导热油。可选地，导热介质33还可以是水、液氨或者多种无机活性金属及其化合物混合成的导热介质等。

对于上述的加热组件31，请参阅图2，加热组件31包括加热源311和第二容器312。第二容器312设有第二腔体3121、第三通孔3122和第四通孔3123，第三通孔3122与第一通孔12连通，第四通孔3123与第二通孔13连接，加热源311安装于第二腔体3121内，加热源311用于加热导热介质33，可选地，加热源311在第二腔体3121内对导热介质33进行加热方式包括但不限于电阻加热、感应加热、电弧加热、电子束加热等。

对于上述循环泵32，循环泵32的进液口与第一通孔12连通，循环泵32的出液口与第三通孔3122连通，以使循环泵32接入第一腔体11和加热组件31之间的循环回路。为了方便循环泵32接入，在一实施例中，注液装置1还包括第一导流管60。第一导流管60的两端连接于循环泵32的进液口与第一通孔12。

可以理解的是：在另一些实施例中，循环泵32也可以接入第一腔体11和加热组件31之间的循环回路的其它地方，例如：循环泵32的出液口与第二通孔13连通，循环泵32的进液口与第四通孔3123

为了方便第二通孔13与第四通孔3123之间连通，在一些实施例中，注液装置1还包括第二导流管70，第二导流管70的两端连接于第二通孔13与第四通孔3123。

为了更好的说明换热组件30的工作原理，提供以下两种导热介质33的循环方案：首先将第一容器10和换热组件30内部蓄满导热介质33。

循环方案1：导热介质33于第二腔体3121内由加热源311进行加热，经过加热后的导热介质33自第四通孔3123流入第二导流管70，再通过第二通孔13流入第一腔体11。在对电解液进行加热后，导热介质33在循环泵32的驱动下，从第一腔体11的第一通孔12流入第一导流管60，最终通过循环泵32回到第二腔体3121内，再次进行加热。这种方式将加热好的导热介质33先与靠近第二通孔13的电解液进行热交换，并且导热介质33随电解液在导液管道20内的流动，而在第一腔体11内流动。不仅可以达到快速加热通入的电解液的目的，还可以有较为优良的保温作用。

循环方案2：导热介质33于第二腔体3121内由加热源311进行加热，经过加热后的导热介质33自第三通孔3122流出第二腔体3121，在通过循环泵32后，流入第一导流管60。然后自第一通孔12流入第一腔体11，在对电解液进行加热后，导热介质33在循环泵32的驱动下，从第一腔体11的第二通孔13流入第二导流管70，最终通过第四通孔3123回到第二腔体3121内。这种防止使得靠近第一通孔12的导液管道20附近的温度略高于靠近第二通孔13的导液管道20附近的温度。导热介质33在第一腔体11内的流动方向与电解液在导液管道20内的流动方向相反，这种方式使得电解液与导热介质33的对流传热效率提高，有利于对电解液进行加热。

对于上述导液管道20，导液管道20位于第一腔体11内的部分呈螺旋状设置，以增加了导液管道20在第一腔体11内与导热介质33的接触面积，提高了电解液与导热介质33之间的传热效率。当然，导液管道20位于第一腔体11内的部分还可以呈网状、S型或者X型设置，亦或是先分散成多通道的管路再逐步合并为一管路等。

请参阅图3，换热组件30还包括第一控制阀34和第二控制阀35。第一控制阀34安装于第一通孔12，用于关闭或者打开第一通孔12。第二控制阀35安装于第二通孔12，用于关闭或者打开第二通孔12。当导热介质33温度过低时，第一控制阀34和第二控制阀35打开，以使第一腔体11内的导热介质33在经过加热组件31加热后，再次通入第一腔体11从而与电解液进行热交换，当导热介质33温度过高时，关闭第一控制阀34和/或第二控制阀35，并停止循环泵32工作，从而让加热后的导热介质33无法流入第一腔体11。

可以理解的是，在一些实施例中，换热组件30可以仅设置第一控制阀34而不设置第二控制阀35，又或者，仅设置第二控制阀35而不设置第一控制阀34，达到上述作用。而同时设置第一控制阀34和第二控制阀35两个控制阀，是为了双重保险，为了防止单一个控制阀出现故障时，影响换热组件30的功能。

在一些实施例中，请参阅图3和图4。换热组件30还包括温度传感器36和控制器37。温度传感器36安装于第一腔体11内，用于检测位于第一腔体11内的导热介质33的温度。控制器37分别与循环泵32、第一控制阀34、第二控制阀35和温度传感器36连接，控制器37用于在温度传感器36检测第一腔体11内的导热介质33的温度大于或者等于预定值时，控制循环泵32、第一控制阀34和第二控制阀35关闭，以及，在温度传感器36检测第一腔体11内的导热介质33的温度小于预定值时，控制循环泵32、第一控制阀34和第二控制阀35开启，以实现第一腔体11和加热组件31之间的循环回路自动开启和自动关闭，无需要人工参与。

在一些实施例中，温度传感器36的数量为两个，其中一个设置于导液管道20的出液端，另一个设置于导液管道20的进液端，而设置两个温度传感器36的目的是为了双保险，两个温度传感器36同时只有一个在工作，另一个处于休眠或者关闭状态，当控制器根据预设的校验算法验证到处于工作状态的温度传感器36出现故障时，则启动处于休眠或者关闭状态的温度传感器36，相比于单一温度传感器，当该温温度传感器36损坏或者不工作时，导致加热源311、循环泵32、第一控制阀34和第二控制阀35始终工作，从而致使导热介质33温度过高，又或者，加热源311、循环泵32、第一控制阀34和第二控制阀35始终不工作，导热介质33温度过低，从而对电解液产生不良影响。

可以理解的是：在一些实施例中，位于第一腔体11的温度传感器36的数量为多个，并且对该多个温度传感器36分成至少两组，一组温度传感器36处于工作状态，剩余组的温度传感器36处于休眠状态或者关闭状态，处于工作状态的温度传感器36同时检测温度，并且根据检测到的温度值求平均值作位于第一腔体内的导热介质的温度。当处于工作状态的温度传感器36全部出现故障或者出现故障的数量达到预定数值时，从处于休眠或者关闭状态的温度传感器36中选取一组进行启动。此外，在第二腔体3121内也可以设置温度传感器，该温度传感器靠近第四通孔3123设置，以检测经加热后的导热介质33的温度，并根据该温度来判断经加热后的导热介质的温度是否达到预定值或者预定温度区间，若没有达到，则调高加热源311的加热温度，以保证加热后的导热介质33温度处于预定值或者预定温度区间内。

在一些实施例中，请参阅图3，换热组件30还包括排气阀38。排气阀38安装于第一容器10，排气阀38用于排出导热介质33中的空气，以避免导热介质33在第二腔体3121内加热时，导热介质33内部空气或其他气体受热逸出，聚集于最高点，从而产生应力集中现象，损坏第一容器10的情况。

在一些实施例中，请阅图5，注液装置1还包括第三容器40，第三容器40设置有第三腔体41、第五通孔42和第六通孔43，第六通孔43和第五通孔53均与第三腔体41连通，导液管道20的出液端连接于第五通孔42，第三容器40用于暂存电解液，当需要向电池注入电解液时，再从第三容器40。

在一些实施例中，注液装置1还包括保温介质50。保温介质50固定于第三容器40的内表面，或者保温介质50固定于第三容器40的外表面，或者，保温介质50的数量为两层，一层保温介质50固定于第三容器40的内表面，另一层保温介质50固定于第三容器40的外表面，保温介质50对暂存于第三容器40内的电解液进行保温，避免收容于第三容器40的电解液出现降温的现象，从而保证电解液注入电池的效率。

需要说明的是：固定于第三容器40内表面的保温介质50使用的材料应不与电解液发生化学反应，防止对电解液产生污染。可选地，保温介质50可以使用保温棉；或者使用聚氨酯泡沫直接喷涂于第三容器40的外表面，或者，使用挤塑板，亦或苯板。

本申请实施例提供的注液装置1包括第一容器10、导液管道20和换热组件30。第一容器10设置有第一腔体11、第一通孔12和第二通孔13，第一通孔12、第二通孔13均与第一腔体11连通。导液管道20收容于第一腔体11，导液管道20的两端均从第一容器10伸出，导液管道20用于传输电解液。换热组件30包括加热组件31、循环泵32以及导热介质33，加热组件31分别连接于第一通孔12和第二通孔13，导热介质33收容于加热组件31和第一腔体11内，循环泵32用于驱动导热介质33在第一腔体11和加热组件31之间循环流动，加热组件31用于对导热介质33进行加热。通过上述结构，电解液在通过导液管道20时，导热介质33与电解液进行热交换，导热介质33在对电解液进行加热后，电解液的温度升高、粘度降低。一方面随着电解液粘度的降低，更加有利于电解液注入电池；另一方面，随着电解液粘度的降低，防止驱动电解液注入电池的泵，发生卡泵现象。从而提升电解液注入电池的效率。

基于同一构思，本申请实施例还提供一种注液系统(图未示)，该注液系统包括上述注液装置1，对于注液装置1的结构和功能请参阅上述实施例，此处不再一一赘述。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种注液装置，其特征在于，包括：

第一容器，设置有第一腔体、第一通孔和第二通孔，所述第一通孔、所述第二通孔均与所述第一腔体连通；

导液管道，收容于所述第一腔体，所述导液管道的两端均从所述第一容器伸出，所述导液管道用于传输电解液；

换热组件，包括加热组件、循环泵以及导热介质，所述加热组件分别连接于所述第一通孔和所述第二通孔，所述导热介质收容于所述加热组件和所述第一腔体内，所述循环泵用于驱动导热介质在第一腔体和所述加热组件之间循环流动，所述加热组件用于对导热介质进行加热。

2.根据权利要求1所述的注液装置，其特征在于，

所述加热组件包括加热源和第二容器，所述第二容器设有第二腔体、第三通孔和第四通孔，所述第三通孔与所述第一通孔连通，所述第四通孔与所述第二通孔连接，所述加热源安装于所述第二腔体内，所述加热源用于加热所述导热介质。

3.根据权利要求2所述的注液装置，其特征在于，所述循环泵的进液口与所述第一通孔连通，所述循环泵的出液口与所述第三通孔连通。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述注液装置，其特征在于，

所述换热组件还包括第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀安装于所述第一通孔，用于关闭或者打开所述第一通孔，所述第二控制阀安装于所述第二通孔，用于关闭或者打开所述第二通孔。

5.根据权利要求4所述的注液装置，其特征在于，

所述换热组件还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器安装于所述第一腔体内，用于检测位于所述第一腔体内的所述导热介质的温度；

所述控制器分别与所述循环泵、所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述温度传感器连接。

6.根据权利要求4所述的注液装置，其特征在于，

所述换热组件还包括排气阀，所述排气阀安装于所述加热组件和/或所述第一容器，所述排气阀用于排出所述导热介质中的空气。

7.根据权利要求1所述的注液装置，其特征在于，

所述导液管道位于所述第一腔体的部分呈螺旋状设置。

8.根据权利要求1所述的注液装置，其特征在于，

还包括第三容器，所述第三容器设置有第三腔体、第五通孔和第六通孔，所述第六通孔和所述第五通孔均与所述第三腔体连通，所述导液管道的出液端连接于所述第五通孔，所述第三容器用于暂存所述电解液。

9.根据权利要求8所述的注液装置，其特征在于，

还包括保温介质，所述保温介质固定于所述第三容器的内表面和/或外表面。

10.一种注液系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的注液装置。

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