CN217468727U - 一种双工位注液机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池生产设备技术领域，尤其涉及一种双工位注液机。双工位注液机包括工作台、注液杯组、支架、供料箱、夹具和真空发生器，支架设置于注液工位上并具有第一空腔，注液杯组设置于支架上且其注液嘴伸入第一空腔内。供料箱与注液杯组连通。夹具具有第二空腔。当夹具位于注液工位时，夹具位于支架的下方并能够与支架对接，以使第一空腔与第二空腔闭合成注液腔，注液杯组的注液嘴与对应的电池入口连通。真空发生器能够单独将电池的内部抽吸成真空环境，以进行差压注液。或者，真空发生器将电池的内部与注液腔同时抽吸成真空环境，以进行等压注液。双工位注液机能够灵活选择差压注液或等压注液模式，提高了通用性和利用率。

Description

一种双工位注液机

技术领域

本实用新型涉及电池生产设备技术领域，尤其涉及一种双工位注液机。

背景技术

在锂电池制造的注液工艺中，通过注液机将电解液注入烘烤后水分要求合格的电芯中。注液工艺是非常重要的加工工序，将直接影响锂电池的性能。

现有的注液机主要采用差压注液和等压注液两种注液模式，差压注液是利用负压倒吸原理实现注液，即将电池内部吸成负压，使得电池内部与电解液所在空间之间形成压差，然后利用压差使电解液自动吸入到电池壳内。等压注液就是在电池的内外部同时加压，在电池内外部压力平衡的情况下进行注液。目前，单一注液模式的注液机通用性较差，需要根据电池类型以及电池壳材质的不同选用对应的注液模式，增加了注液机的采购类型和采购数量，提高了成本。同时，增加了注液模式的切换时间和工作量，不利于电池生产效率的提高。

因此，亟需一种双工位注液机来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双工位注液机，以根据注液需求灵活选择差压注液或等压注液的注液模式，提高双工位注液机的通用性和利用率，同时降低成本，提高生产效率。

为达此目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种双工位注液机，包括：

工作台，具有上下料工位和注液工位；

注液杯组和支架，所述支架设置于所述注液工位上并具有朝下开口的第一空腔，所述注液杯组设置于所述支架上且其注液嘴伸入所述第一空腔内；

供料箱，设置于所述工作台上并与所述注液杯组连通，以向所述注液杯组提供电解液；

夹具，具有用于承载固定电池的第二空腔，所述夹具并能够在所述上下料工位与所述注液工位之间往复移动；当所述夹具位于所述注液工位时，所述夹具位于所述支架的下方并能够与所述支架对接，以使所述第一空腔与所述第二空腔闭合成注液腔，所述注液杯组的注液嘴与对应的所述电池入口连通；以及

真空发生器，被配置为能够单独将所述电池的内部抽吸成真空环境，以进行差压注液；或者，将所述电池的内部与所述注液腔同时抽吸成真空环境，以进行等压注液。

作为优选方案，所述双工位注液机还包括：

第一驱动件，被配置为驱动所述夹具在所述上下料工位与所述注液工位之间往复移动。

作为优选方案，所述双工位注液机还包括：

第二驱动件，设置于所述注液工位上，当所述夹具移动至所述注液工位时，所述第二驱动件能够顶升所述夹具，以使所述夹具与所述支架对接。

作为优选方案，所述第二驱动件包括：

顶升气缸和顶升板，所述顶升气缸设置于所述注液工位并与所述顶升板传动连接；所述顶升板上设置有定位柱，所述夹具的底端具有定位槽；当所述顶升板顶升所述夹具时，所述定位柱与所述定位槽插接配合。

作为优选方案，所述支架为龙门架并跨设于所述注液工位上；所述支架包括横梁和竖梁，所述横梁的两端分别设置有所述竖梁；所述横梁的上端设置有所述注液杯组，所述横梁的下端内凹形成所述第一空腔。

作为优选方案，所述横梁上还设置有第一抽吸接口，所述第一空腔通过所述第一抽吸接口与所述真空发生器连通；

所述注液杯组包括多个并排设置的注液杯，所述注液杯上开设有第二抽吸接口并通过所述第二抽吸接口与所述真空发生器连通。

作为优选方案，所述横梁沿其轴向间隔设置有至少两组所述注液杯组，所述夹具与所述注液杯组的数量相同且一一对接形成至少两个所述注液腔；每组所述注液杯组可选择性地进行差压注液或等压注液。

作为优选方案，所述双工位注液机还包括：

称重机构，设置于所述上下料工位上，所述称重机构被配置为分别对注液前和注液后的所述电池进行称重，以获取所述电池注液前后的重量差；当所述重量差小于预设值时，剔除对应的所述电池。

作为优选方案，所述双工位注液机还包括：

回收机构，被配置为回收所述注液杯组的注液杯内的残液。

作为优选方案，所述回收机构包括：

回收盒，设置于所述工作台上，所述回收盒用于存储回收的残液；以及

导管和第三驱动件，多个所述导管的一端与所述回收盒连通，所述第三驱动件被配置为驱动多个所述导管移动至所述支架的下方，并使多个所述导管的另一端分别与对应的所述注液杯的注液嘴连通。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的双工位注液机，在上下料工位中将待注液的电池放置于夹具的第二空腔内，当夹具移动至注液工位后与支架对接，第一空腔和第二空腔闭合形成注液腔，且注液杯组的注液嘴分别与电池入口连通。当真空发生器单独将电池内部抽吸成真空环境时，注液腔内为正常压力，供料箱内的电解液在电池内部的负压作用下通过注液杯组被吸入电池内部，实现了差压注液。当真空发生器将电池的内部与注液腔同时抽吸成真空环境时，供料箱内的电解液在电池内部的负压作用下通过注液杯组被吸入电池内部，实现了等压注液。该双工位注液机能够根据不同类型的电池灵活选择差压注液或等压注液模式，提高了双工位注液机的通用性和利用率。同时节省了注液模式的切换时间和工作量，提高了电池的注液效率，从而提高了生产效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的双工位注液机的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是图1中B处的局部放大图。

图中部件名称和标号如下：

10、电池；

1、工作台；2、注液杯；21、第二抽吸接口；22、注液气缸；23、注液针；3、支架；31、横梁；311、第一抽吸接口；32、竖梁；4、供料箱；5、夹具；51、第二空腔；6、第一驱动件；61、托盘；7、第二驱动件；71、顶升气缸；72、顶升板；721、定位柱；8、称重机构；9、回收盒。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实施例公开了一种双工位注液机，主要用于向电池10内部注入电解液。相对于单一的差压注液模式或等压注液模式，本实施例的双工位注液机兼容两种注液模式，并根据不同类型的电池10灵活选择差压注液或等压注液，提高了双工位注液机的通用性。

具体地，双工位注液机包括工作台1、注液杯组、支架3、供料箱4、夹具5和真空发生器，工作台1具有上下料工位和注液工位。支架3设置于注液工位上并具有朝下开口的第一空腔，注液杯组设置于支架3上且其注液嘴伸入第一空腔内。供料箱4设置于工作台1上并与注液杯组连通，以向注液杯组提供电解液。夹具5具有用于承载固定电池10的第二空腔51，夹具5能够在上下料工位与注液工位之间往复移动。当夹具5位于注液工位时，夹具5位于支架3的下方并能够与支架3对接，以使第一空腔与第二空腔51闭合成注液腔，注液杯组的注液嘴与对应的电池10入口连通。真空发生器能够单独将电池10的内部抽吸成真空环境，以进行差压注液。或者，真空发生器将电池10的内部与注液腔同时抽吸成真空环境，以进行等压注液。

当夹具5位于上下料工位时，将待注液的电池10放置于夹具5的第二空腔51内，当夹具5移动至注液工位后与支架3对接，第一空腔和第二空腔51闭合形成注液腔，且注液杯组的注液嘴分别与电池10入口连通。当真空发生器单独将电池10内部抽吸成真空环境时，注液腔内为正常压力，供料箱4内的电解液在电池10内部的负压作用下通过注液杯组被吸入电池10内部，实现了差压注液。当真空发生器将电池10的内部与注液腔同时抽吸成真空环境时，供料箱4内的电解液在电池10内部的负压作用下通过注液杯组被吸入电池10内部，实现了等压注液。该双工位注液机能够根据不同类型的电池10灵活选择差压注液或等压注液模式，提高了双工位注液机的通用性和利用率。同时节省了注液模式的切换时间和工作量，提高了电池10的注液效率，从而提高了生产效率。

如图1所示，支架3为龙门架并跨设于注液工位上。支架3包括横梁31和竖梁32，横梁31的两端分别设置有竖梁32。横梁31的上端设置有注液杯组，横梁31的下端内凹形成第一空腔。通过竖梁32抬升注液杯组的高度，当横梁31的第一空腔与夹具5的第二空腔51形成注液腔后，电池10位于密闭的注液腔内，注液杯组位于电池10的正上方，有利于电解液在自身重力作用下进一步提高进入电池10内部的速率。

如图2所示，注液杯组包括多个并排设置的注液杯2，本实施例的注液杯组具有四个注液杯2，能够同时对四个电池10进行差压注液或等压注液，以提高电池10的注液效率。当然，注液杯组内的注液杯2的数量还可以为一个、两个、三个或五个以上。

具体地，注液杯2包括杯体、杯盖、杯座、注液针23、密封杆以及注液气缸22，杯体为中空结构，杯体上安装有注液针23并通过注液针23与供料箱4连通，以便于电解液通过注液针23进入杯体，然后从杯体注入电池10内部。杯盖和杯座分别密封安装于杯体的上下两端，以保持杯体良好的密封，避免电解液发生泄漏。杯座安装于横梁31上，杯盖的上方安装有注液气缸22，杯体内具有密封杆，注液气缸22与密封杆传动连接，以驱动密封杆沿杯体的轴向上下移动。密封杆的一端连接于注液气缸22的输出端，另一端安装有橡胶堵头。杯座上开设有与杯体连通的出液口，出液口上密封安装有注液嘴，注液嘴伸入第一空腔内，并能够与电池10入口一一对接，实现密封注液。

当注液气缸22驱动密封杆向下移动至杯座时，橡胶堵头能够封堵出液口，从而隔开杯体与电池10。当注液气缸22驱动密封杆向上移动，橡胶堵头打开出液口，从而使杯体与电池10连通。

如图2所示，横梁31上还设置有第一抽吸接口311，第一空腔通过第一抽吸接口311与真空发生器连通。注液杯2上开设有第二抽吸接口21并通过第二抽吸接口21与真空发生器连通。可以理解的是，第一抽吸接口311和第二抽吸接口21均通过气管与真空发生器连通，气管上可以安装开关阀，以控制真空发生器的抽吸过程。

真空发生器的抽吸过程为：

当采用差压注液时，注液气缸22驱动密封杆向上移动，橡胶堵头打开出液口。真空发生器通过第二抽吸接口21将杯体内和电池10内部抽成真空环境。然后，注液气缸22驱动密封杆向下移动至杯座，橡胶堵头封堵出液口。真空发生器通过第一抽吸接口311向杯体内充入正压气体，且真空发生器与注液腔不连通，使得杯体与注液腔内均为正常的压力环境，但电池10内部依旧为负压环境，以实现差压注液。

当采用等压注液时，注液气缸22驱动密封杆向上移动，橡胶堵头打开出液口。真空发生器通过第二抽吸接口21将杯体内和电池10内部抽成真空环境。真空发生器通过第一抽吸接口311将注液腔抽成真空环境，使得杯体、电池10内部与注液腔内均为真空环境，以实现等压注液。

需要说明的是，横梁31沿其轴向间隔设置有至少两组注液杯组，夹具5与注液杯组的数量相同且一一对接形成至少两个注液腔。每组注液杯组可选择性地进行差压注液或等压注液，以使一台双工位注液机兼容两种注液模式，并能够根据不同类型的电池10灵活选择差压注液或等压注液，提高了双工位注液机的利用率。

本实施例的横梁31沿其轴向间隔设置有两组注液杯组，横梁31上对应开设有两个第一空腔。对应地，工作台1上设置有两个夹具5，每个夹具5的第一空腔分别与对应的第一空腔对接形成注液腔。两个注液杯组可以根据电池10的注液需求同时进行等压注液或差压注液，或者两个注液杯组中一个进行等压注液，另一个进行差压注液，以使双工位注液机适应不同的工况。

如图1所示，双工位注液机还包括第一驱动件6，第一驱动件6用于驱动夹具5在上下料工位与注液工位之间往复移动。具体地，第一驱动件6为平移驱动机构，具体为电机与KK模组，KK模组包括滑座、丝杆和托盘61，滑座分别延伸至上下料工位和注液工位之间，丝杠可转动地设置于滑座的两端，托盘61与丝杆螺纹连接并能够承托夹具5。电机通过丝杠带动托盘61及托盘61上的夹具5在上下料工位和注液工位之间往复切换。电机与KK模组配合，提高了夹具5的移动精度，有利于横梁31的第一空腔与夹具5的第二空腔51精准对位。当然，第一驱动件6还可以为气缸或液压缸等。

需要说明的是，每个夹具5内均开设有第二空腔51，第二空腔51内设置有多个固定电池10的收容槽。当多个电池10放置于第二空腔51时，每个电池10均卡接固定于其中一个收容槽，以实现电池10在夹具5内的稳固放置。本实施例的夹具5与托盘61为可拆卸安装，当电池10类型或结构发生变更后，可以更换对应的夹具5，从而兼容多种类型电池10。

当夹具5到达注液工位后，夹具5位于横梁31的正下方，且第一空腔与第二空腔51的开口正对。为了将夹具5顶升至横梁31的下端面，以形成密闭的注液腔，如图1所示，双工位注液机还包括第二驱动件7，第二驱动件7设置于注液工位上。当夹具5移动至注液工位时，第二驱动件7能够顶升夹具5，以使夹具5与支架3对接。

具体地，如图3所示，第二驱动件7包括顶升气缸71和顶升板72，顶升气缸71设置于注液工位并与顶升板72传动连接。顶升板72上设置有定位柱721，夹具5的底端具有定位槽，当顶升板72顶升夹具5时，定位柱721与定位槽插接配合。以将夹具5锁定于托盘61上，避免夹具5在托盘61上发生晃动或脱落，影响注液腔的密封性。

当夹具5到达注液工位后，顶升板72位于夹具5的正下方。顶升气缸71驱动顶升板72升高，使得顶升板72将夹具5从托盘61上取下并继续升高，以使夹具5与横梁31发生对接，在顶升气缸71的驱动力的作用下保持注液腔的良好密封。当电池10注液完成后，顶升气缸71驱动顶升板72下降，直至将夹具5重新放置于托盘61上，第一驱动件6驱动夹具5从注液工位回到上下料工位，将夹具5内完成注液的电池10放入下一工序(打钉工序)，并将待注液的电池10再次放入夹具5内，重复上述注液过程。

在电池10注液完成后和进入下一工序之前，还需要对电池10进行质检，以保证电池10内部的电解液达到预设重量，并剔除未达标的电池10，提高电池10的良品率。

如图1所示，双工位注液机还包括称重机构8，称重机构8设置于上下料工位上，称重机构8分别对注液前和注液后的电池10进行称重，以获取电池10注液前后的重量差。当重量差小于预设值时，剔除对应的电池10。上述预设值为每个合格的电池10内部电解液的标准重量。通过对注液前和注液后的电池10进行称重并作差后即可得到每个电池10内部电解液的实际重量(重量差)，通过实际重量与标准重量进行比较，并人工剔除不合格的电池10。

当两个夹具5位于上下料工位时，称重机构8位于两个夹具5之间，实现了称重机构8的紧凑安装，避免占用工作台1上过多的空间。本实施例的称重机构8为电子秤，能够快速、直观的获得每个电池10注液前后的重量，从而获取准确的重量差，避免发生误判。

当电池10注液完毕后，还需要回收注液杯2内的残液(残留的电解液)，因此，双工位注液机还包括回收机构，回收机构用于回收注液杯组的注液杯2内的残液，以避免注液杯2内的残液发生变质或凝固等情况，导致注液杯2发生堵塞或污染，影响双工位注液机的正常使用。

具体地，回收机构包括回收盒9、导管和第三驱动件，回收盒9放置于工作台1上且用于存储回收的残液。多个导管的一端与回收盒9连通，第三驱动件用于驱动多个导管移动至支架3的下方，并使多个导管的另一端分别与对应的注液杯2的注液嘴连通。具体地，第三驱动件为平移驱动机构，具体为电机与KK模组。由于KK模组为本领域内常规的结构，在此不再进行赘述。当然，第三驱动件还可以为气缸或液压缸等。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种双工位注液机，其特征在于，包括：

工作台(1)，具有上下料工位和注液工位；

注液杯组和支架(3)，所述支架(3)设置于所述注液工位上并具有朝下开口的第一空腔，所述注液杯组设置于所述支架(3)上且其注液嘴伸入所述第一空腔内；

供料箱(4)，设置于所述工作台(1)上并与所述注液杯组连通，以向所述注液杯组提供电解液；

夹具(5)，具有用于承载固定电池(10)的第二空腔(51)，所述夹具(5)能够在所述上下料工位与所述注液工位之间往复移动；当所述夹具(5)位于所述注液工位时，所述夹具(5)位于所述支架(3)的下方并能够与所述支架(3)对接，以使所述第一空腔与所述第二空腔(51)闭合成注液腔，所述注液杯组的注液嘴与对应的所述电池(10)入口连通；以及

真空发生器，被配置为能够单独将所述电池(10)的内部抽吸成真空环境，以进行差压注液；或者，将所述电池(10)的内部与所述注液腔同时抽吸成真空环境，以进行等压注液。

2.根据权利要求1所述的双工位注液机，其特征在于，所述双工位注液机还包括：

第一驱动件(6)，被配置为驱动所述夹具(5)在所述上下料工位与所述注液工位之间往复移动。

3.根据权利要求1所述的双工位注液机，其特征在于，所述双工位注液机还包括：

第二驱动件(7)，设置于所述注液工位上，当所述夹具(5)移动至所述注液工位时，所述第二驱动件(7)能够顶升所述夹具(5)，以使所述夹具(5)与所述支架(3)对接。

4.根据权利要求3所述的双工位注液机，其特征在于，所述第二驱动件(7)包括：

顶升气缸(71)和顶升板(72)，所述顶升气缸(71)设置于所述注液工位并与所述顶升板(72)传动连接；所述顶升板(72)上设置有定位柱(721)，所述夹具(5)的底端具有定位槽；当所述顶升板(72)顶升所述夹具(5)时，所述定位柱(721)与所述定位槽插接配合。

5.根据权利要求1所述的双工位注液机，其特征在于，所述支架(3)为龙门架并跨设于所述注液工位上；所述支架(3)包括横梁(31)和竖梁(32)，所述横梁(31)的两端分别设置有所述竖梁(32)；所述横梁(31)的上端设置有所述注液杯组，所述横梁(31)的下端内凹形成所述第一空腔。

6.根据权利要求5所述的双工位注液机，其特征在于，所述横梁(31)上还设置有第一抽吸接口(311)，所述第一空腔通过所述第一抽吸接口(311)与所述真空发生器连通；

所述注液杯组包括多个并排设置的注液杯(2)，所述注液杯(2)上开设有第二抽吸接口(21)并通过所述第二抽吸接口(21)与所述真空发生器连通。

7.根据权利要求6所述的双工位注液机，其特征在于，所述横梁(31)沿其轴向间隔设置有至少两组所述注液杯组，所述夹具(5)与所述注液杯组的数量相同且一一对接形成至少两个所述注液腔；每组所述注液杯组可选择性地进行差压注液或等压注液。

8.根据权利要求1所述的双工位注液机，其特征在于，所述双工位注液机还包括：

称重机构(8)，设置于所述上下料工位上，所述称重机构(8)被配置为分别对注液前和注液后的所述电池(10)进行称重，以获取所述电池(10)注液前后的重量差；当所述重量差小于预设值时，剔除对应的所述电池(10)。

9.根据权利要求1所述的双工位注液机，其特征在于，所述双工位注液机还包括：

回收机构，被配置为回收所述注液杯组的注液杯(2)内的残液。

10.根据权利要求9所述的双工位注液机，其特征在于，所述回收机构包括：

回收盒(9)，设置于所述工作台(1)上，所述回收盒(9)用于存储回收的残液；以及

导管和第三驱动件，多个所述导管的一端与所述回收盒(9)连通，所述第三驱动件被配置为驱动多个所述导管移动至所述支架(3)的下方，并使多个所述导管的另一端分别与对应的所述注液杯(2)的注液嘴连通。

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