CN220797033U - 一种高压等压注液机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压等压注液机，包括顶升组件、下静置腔体、上静置腔体、以及注液组件，下静置腔体用于放置电芯一，注液组件向的电芯一注液；注液组件还包括真空口三、常压口三、氮气口和真空口一和压力口一；真空口三通过二通阀三、管路与抽真空装置一的连通，氮气口通过二通阀四与高压氮气罐连通；真空口一通过管路、二通阀一与外端抽真空装置二连接，压力口一通过管路连接有压力表一，压力表一用于检测注液嘴一与电芯一的接触是否良好。通过更改密封圈的压缩量、用气液增压缸和C型锁止机构，实现上下腔体密封；提高等压静置的最大压力到2Mpa，缩短了静置时间；增加注液嘴与电芯接触是否良好的检测，有效防止电解液漏到电芯外部。

Description

一种高压等压注液机

技术领域

本实用新型涉及电池注液技术领域，具体涉及一种高压等压注液机。

背景技术

现在大容量动力蓄电池逐渐成为动力电源的主体，其中作为绿色蓄电池的动力锂电池，具有能量高、工作电压高、工作温度范围宽、体积小、质量轻、贮存寿命长等特点，越来越受到消费者的欢迎。现有常见的注液方式主要有等压注液、差压注液。压差浸润有压差效应，致使增压不能过大，电池壳体容易形变，影响电池质量，电解液浸润效果差。

有用于量产线的高节拍等压注液机构、有用于实验线的低节拍注液机构。目前这两种节拍下的等压注液机构所使用的最大静置压力都在0.8-1Mpa。同时试验线用的注液机构都不具备检测注液嘴与电芯的接触是否良好的功能。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种高压等压注液机，以解决现有注液机构无法给电芯提供2Mpa的高压静置环境的问题及不具备检测注液嘴与电芯的接触是否良好的问题。

为此，本实用新型提出了一种高压等压注液机，包括顶升组件、下静置腔体、上静置腔体、上安装板、以及注液组件，所述下静置腔体用于放置电芯一，所述注液组件向的所述电芯一注液；其中，所述注液组件包括注液杯一、隔膜阀一、隔膜阀三；所述注液杯一通过所述隔膜阀一与注液泵连接，所述注液杯一通过所述隔膜阀三与所述上静置腔体上的注液嘴一连通，所述注液嘴一再与所述电芯一的腔体连通；

所述注液组件还包括设置在所述上静置腔体上的真空口三、常压口三、氮气口和设置在所述注液杯一上的真空口一和压力口一；所述真空口三通过二通阀三、管路与抽真空装置一的连通，所述氮气口通过二通阀四与高压氮气罐连通；所述真空口一通过管路、二通阀一与外端抽真空装置二连接，所述压力口一通过管路连接有压力表一，所述压力表一用于检测注液嘴一与电芯一的接触是否良好。

进一步，所述上静置腔体上设置常压口三，所述注液杯一上设有常压口一，所述上安装板上设有二通阀七和二通阀八，所述常压口三通过所述二通阀七与大气连通；所述常压口一通过所述二通阀八与大气连通。

进一步，所述上静置腔体上还设有压力口三，所述上安装板上安装有压力表三，所述压力表三与所述压力口三连通；其中，所述上静置腔体静置状态下压力到2Mpa。

进一步，所述注液杯一上的连通口一与所述上静置腔体上的连通口三通过二通阀五连接。

进一步，所述二通阀三、所述二通阀四、所述二通阀一和所述压力表一均安装设置在所述上安装板上。

进一步，所述上静置腔体的截面形状为一矩形，与其上方的所述上安装板通过螺栓连接固定，所述下静置腔体的截面也是矩形的，矩形的大小与所述上静置腔体相同，所述下静置腔体内部有电芯的定位工装。

进一步，还包括锁紧组件，所述锁紧组件包括圆柱型的导向轴支座、气缸、导轨滑块机构和C型锁止机构，所述C型锁止机构通过气缸、导轨滑块机构在导向轴支座上滑动，而所述导向轴支座固定在所述下静置腔体的竖向导向轴上；此外，所述下静置腔体与所述上静置腔体之间设有密封圈。

进一步，还包括前后驱动组件、所述前后驱动组件用无杆气缸作为动力源，所述前后驱动组件用凸轮随动器与所述下静置腔体连接。

进一步，所述下静置腔体中还设有电芯二，所述注液杯一一侧还设有注液杯二，所述注液杯二上下端分别连接有隔膜阀二和隔膜阀四，同样所述注液杯二上设置有真空口二，所述上静置腔体上还设有注液嘴二，所述注液嘴二与所述电芯二接触，所述真空口二通过二通阀二连接抽真空装置三。

进一步，所述注液杯二上设置有常压口二和压力口二，所述常压口二通过二通阀九与大气连通，所述压力口二通管路与压力表二连通。

进一步，所述上静置腔体上的连通口四与所述注液杯二上的连通口二通过二通阀六连接。

本实用新型提供的高压等压注液机，通过更改密封圈的压缩量、用气液增压缸和C型锁止机构，实现上下腔体的锁紧，进而实现上下腔体密封的目的；提高等压静置的最大压力到2Mpa，缩短了静置时间；增加注液嘴与电芯接触是否良好的检测，有效防止电解液漏到电芯外部。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本申请作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的高压等压注液机的主视图；

图2为本实用新型的高压等压注液机的俯视图；

图3为本实用新型的高压等压注液机的轴测图一；

图4为本实用新型的高压等压注液机的轴测图二；

图5为本实用新型的高压等压注液机中电芯静置位的剖视图；

图6为本实用新型的高压等压注液机中I处的局部放大图；

附图标记说明

1、顶升组件；2、锁紧组件；3、下静置腔体；4、上静置腔体；5、注液杯一；6、隔膜阀一；7、隔膜阀三；8、前后驱动组件；9、电芯一；10、上安装板；

11、注液嘴一；12、常压口三；13、连通口三；14、真空口三；15、压力口三；16、氮气口；21、真空口一；22、连通口一；23、压力口一；24、常压口一；

31、二通阀一；32、二通阀三；33、二通阀四；34、二通阀五；35、二通阀七；36、二通阀八；37、压力表一；38、压力表三。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1～图6所示，本实用新型的高压等压注液机，包括顶升组件1、下静置腔体3、上静置腔体4、前后驱动组件8、锁紧组件2、以及至少一组注液组件，下静置腔体3用于放置电芯一9；前后驱动组件8驱动下静置腔体3在上料工位与注液工位来回移动，顶升组件1驱动下静置腔体3上下移动与上静置腔体4合模，下静置腔体3与上静置腔体4通过密封圈密封处理，并通过锁紧组件2进行锁紧固定，注液组件向下静置腔体3中的电芯一9注液。

具体地，上静置腔体4的截面形状为一矩形，与其上方的上安装板10通过螺栓连接固定，上静置腔体4内部有注液嘴一11，注液嘴一11与电芯一9接触(如图5、图6)，用于给电芯注液。下静置腔体3的截面也是矩形的，矩形的大小与上静置腔体4相同，其内部有电芯的定位工装，用于定位和放置电芯，下静置腔体3用螺栓固定在其下方的下安装板上。前后驱动组件8用无杆气缸作为动力源，用凸轮随动器把动力传递给下静置腔体3，以便使下静置腔体3可以前进和后退。

顶升组件1通过螺栓与其上方的大板连接在一起，并用气液增压缸作为动力源，通过浮动接头把动力传递给下静置腔体3的固定板，使下静置腔体3连同其下安装板一起可以上升和下降，并通过4个直线轴承为其导向结构。锁紧组件2包括圆柱型的导向轴支座、气缸、导轨滑块机构和C型锁止机构，导向轴支座固定在所述下静置腔体3的竖向导向轴上，通过导向轴支座固定在竖直导向轴上，其用气缸为动力源、导轨滑块机构做导向，驱动C型锁止机构前进和后退，并通过C型锁止机构锁紧上下静置腔体。

如图1所示，注液组件包括注液杯一5、隔膜阀一6、隔膜阀三7；隔膜阀一6、隔膜阀三7通过卡套接头、钢管等与注液杯一5连接，注液杯一5用螺栓固定在其正下方的上安装板10上。

如图2～图4所示，注液组件还包括设置在上静置腔体4上的若干连接口、设置在注液杯一5上的若干连接口、设置在上安装板上的若干压力表和若干二通阀。

具体地，上静置腔体4上还设有常压口三12、连通口三13、真空口三14、压力口三15、氮气口；上安装板上安装有压力表一、压力表二、二通阀一31、二通阀三32、二通阀四33、二通阀五34、二通阀七35、二通阀八36；注液杯一5上端设有真空口一21、连通口一22、压力口一23、常压口一24。

注液嘴一11与电芯一9接触，隔膜阀三7与注液嘴一11连通，使注液杯一5的腔体与电芯一9的腔体连通，注液泵通过隔膜阀一6对注液杯一5进行注液，进而给电芯一9注液。

上静置腔体4上的真空口三14通过二通阀三32、管路与抽真空装置一的连通，抽真空装置一可以对静置腔体进行抽真空，上静置腔体4上的常压口三12与二通阀七35通过管路联连接，可通过打开二通阀七35使静置腔体恢复常压。

注液杯一5上的真空口一21通过管路与二通阀一31连接，二通阀一31外端连接抽真空装置二，抽真空装置二对注液杯一5进行抽真空，注液杯一5上端的压力口一23通过管路与压力表一37连通，压力表一用于检测注液杯一5腔体的实时压力；达到预定的真空度后停止对注液杯一5抽真空，然后保压一段时间。注液杯一5上的常压口一24与二通阀八36通过管路连接，可通过打开二通阀八36使注液杯一5腔体恢复常压。

此外，注液杯一5上的连通口一22与上静置腔体4上的连通口三13通过二通阀五34连接，使注液杯一5与静置腔体连通，通过上静置腔体4上的真空口三14与二通阀三32的连通对静置腔体进行抽真空。

上静置腔体4上的氮气口16与二通阀四33连通，二通阀四33外端连接高压氮气罐，通过打开二通阀四33对静置腔体通入高压氮气，达到预定的2Mpa的压力后停止对静置腔体通入氮气，静置一端时间，压力表三38与上静置腔体4上的压力口三15连通，并通过压力表三38进行检测。

在另一实施例中，上述高压等压注液机的下静置腔体3中安装有两组电芯，电芯一9一侧设有电芯二，同时注液机中也具有两组注液组件，注液杯一5一侧还设有注液杯二，注液杯二上下端分别连接有隔膜阀二和隔膜阀四，同样注液杯二上设置有真空口二、连通口二、压力口二、常压口二，上静置腔体4上还设有与注液嘴二和连通口四，注液嘴二与电芯二接触；上安装板上增加了压力表二、若干二通阀。

其中，注液嘴二与电芯二接触，用于给电芯二注液，隔膜阀四与注液嘴二连通，使注液杯二的腔体与电芯二的腔体连通；注液泵通过隔膜阀二对注液杯二进行注液，进而给电芯二注液。

注液杯二上的真空口二通过管路与二通阀二，二通阀二外端连接抽真空装置三，抽真空装置三对注液杯二进行抽真空，注液杯二上的压力口二通管路与压力表二连通，压力表二用于检测注液杯二腔体的实时压力；达到预定的真空度后停止对注液杯二抽真空，然后保压一段时间。注液杯二上的常压口二与二通阀九通过管路连接，可通过打开二通阀九使注液杯二腔体恢复常压。

此外，上静置腔体4上的连通口四与注液杯二上的连通口二通过二通阀六连接，用于使注液杯二与静置腔体连通；然后通过上静置腔体4上的真空口三14与二通阀三32的连通对静置腔体进行抽真空。

本方案中，如压力表、二通阀、隔膜阀、气管等选用复合耐压值的流体元件，实现2Mpa的压力，突破了行业常规使用的最大0.8-1Mpa的静置压力。同时通过更改密封圈的压缩量、用气液增压缸和C型锁止机构，实现上下腔体的锁紧，进而实现上下腔体密封的目的；提高等压静置的最大压力到2Mpa，缩短了静置时间。

需要说明的是，本发明高压等压注液机构用于半自动等压注液，也可以通过改手动上料为自动上料，变成全自动工位，以及增大静置的腔体，用于高节拍的量产线来使用。

下面结合附图简述本实用新型的高压等压注液机的工作原理和工作过程。

首先，人工把电芯一9放置到下静置腔体3内的定位工装中，前后驱动组件8把下静置腔体3从上料位推到静置位，顶升组件1驱动下静置腔体3上升，使下静置腔体3的上表面与上静置腔体4的下表面贴合(通过密封圈来进行端面密封)，左右锁紧组件2对静置腔体进行锁紧，然后对注液嘴一11和电芯一9接触是否良好和静置腔体的气密性进行判定，最后对电芯进行注液和静置。静置完毕，锁紧组件打开，顶升组件下降缩回，前后驱动组件缩回到原位，人工下料。

具体接触性良好与否、气密性达不达标、注液流程、静置流程如下：

1、接触良好与否判定

由于注液嘴一11和注液嘴二与电芯的接触是相同的，因而以注液嘴一11与电芯一9接触的良好与否的判断流程为例来说明即可。

让隔膜阀三7与注液嘴一11连通，使注液杯一5的腔体与电芯一9的腔体连通，同时让常压口三12与二通阀七35连通，让静置罩内保持常压，通过二通阀一31与真空口一21的连通对注液杯一5进行抽真空，达到预定的真空度(通过压力表一37检测)后停止对注液杯一5抽真空，然后保压一段时间，如果压降在预设的范围内，则认为注液嘴一11与电芯一9的注液嘴接触良好，反之不合格。同种方法对注注液嘴二与电芯二接触良好性与否进行判定。

2、气密性判定

让隔膜阀三7与注液嘴一11断开，使注液杯一5的腔体与电芯一9的腔体断开，让隔膜阀四与注液嘴二断开，使注液杯二的腔体与电芯二的腔体断开；让二通阀一31与真空口一21断开，二通阀二与真空口二断开，使两个注液杯与外部真空气源断开；让常压口三12与二通阀七35断开，使静置腔体与外界大气断开。

连通口一22通过二通阀五34与连通口三13连接，连通口二通过二通阀六与连通口四连接，使注液杯一5和注液杯二与静置腔体连通，

然后通过二通阀三32与真空口三14的连通对静置腔体进行抽真空，达到预定的真空度(通过压力表一检测)后停止对静置腔体抽真空，然后保压一段时间，如果压降在预设的范围内，则认为静置腔体是合格的，反之不合格。

3、注液流程

关闭二通阀三32与真空口三14的连通，使静置腔体与真空源断开。让常压口三12与二通阀七35连通，让常压口一24与二通阀八36连通，让常压口二与二通阀九连通，使静置腔体、注液杯一5和注液杯二的腔体恢复常压。注液泵通过隔膜阀一6对注液杯一5进行注液，注液杯一5注液完毕；注液泵通过隔膜阀二对注液杯二进行注液，注液杯二注液完毕。

4、静置流程

(1)关闭隔膜阀一6和隔膜阀二，使注液杯一5和注液杯二与注液泵断开连接。让常压口三12与二通阀七35断开，让常压口一24与二通阀八36断开，让常压口二与二通阀九断开，使静置腔体、注液杯一5和注液杯二的腔体与外界常压环境断开。使隔膜阀三7与注液嘴一11连通，隔膜阀四与注液嘴二连通，使注液杯一5和注液杯二与电芯一9和电芯二连通。

通过二通阀三32与真空口三14的连通对静置腔体、注液杯一5和注液杯二进行抽真空，达到预定的真空度(通过压力表一37、压力表二和压力表三进行检测)后停止对静置腔体抽真空，然后静置一段时间。

(2)负压静置结束，让常压口三12与二通阀七35连通，让常压口一24与二通阀八36连通，让常压口二与二通阀九连通，使静置腔体、注液杯一5和注液杯二的腔体与外界常压环境连通，恢复常压。

(3)再让常压口三12与二通阀七35断开，让常压口一24与二通阀八36断开，让常压口二与二通阀九断开，使静置腔体、注液杯一5和注液杯二的腔体与外界常压环境断开。让二通阀四33与氮气口连通，对静置腔体通入高压氮气，达到预定的2Mpa(通过压力表一37、压力表二和压力表三38进行检测)的压力后停止对静置腔体通入氮气，静置一端时间。

(4)正压静置结束，让常压口三12与二通阀七35连通，让常压口一24与二通阀八36连通，让常压口二与二通阀九连通，使静置腔体、注液杯一5和注液杯二的腔体与外界常压环境连通，恢复常压。

依次循环进行步骤(1)-(4)，完成对电芯的静置。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压等压注液机，其特征在于，包括顶升组件(1)、下静置腔体(3)、上静置腔体(4)、上安装板(10)、以及注液组件，所述下静置腔体(3)用于放置电芯一(9)，所述注液组件向的所述电芯一(9)注液；

其中，所述注液组件包括注液杯一(5)、隔膜阀一(6)、隔膜阀三(7)；所述注液杯一(5)通过所述隔膜阀一(6)与注液泵连接，所述注液杯一(5)通过所述隔膜阀三(7)与所述上静置腔体(4)上的注液嘴一(11)连通，所述注液嘴一(11)再与所述电芯一(9)的腔体连通；

所述注液组件还包括设置在所述上静置腔体(4)上的真空口三(14)、常压口三(12)、氮气口(16)和设置在所述注液杯一(5)上的真空口一(21)和压力口一(23)；

所述真空口三(14)通过二通阀三(32)、管路与抽真空装置一的连通，所述氮气口(16)通过二通阀四(33)与高压氮气罐连通；所述真空口一(21)通过管路、二通阀一(31)与外端抽真空装置二连接，所述压力口一(23)通过管路连接有压力表一(37)，所述压力表一(37)用于检测注液嘴一(11)与电芯一(9)的接触是否良好。

2.根据权利要求1所述的高压等压注液机，其特征在于，所述上静置腔体(4)上设置常压口三(12)，所述注液杯一(5)上设有常压口一(24)，所述上安装板(10)上设有二通阀七(35)和二通阀八(36)，所述常压口三(12)通过所述二通阀七(35)与大气连通；所述常压口一(24)通过所述二通阀八(36)与大气连通。

3.根据权利要求1所述的高压等压注液机，其特征在于，所述上静置腔体(4)上还设有压力口三(15)，所述上安装板(10)上安装有压力表三(38)，所述压力表三(38)与所述压力口三(15)连通；其中，所述上静置腔体(4)静置状态下压力到2Mpa。

4.根据权利要求1所述的高压等压注液机，其特征在于，所述注液杯一(5)上的连通口一(22)与所述上静置腔体(4)上的连通口三(13)通过二通阀五(34)连接。

5.根据权利要求1所述的高压等压注液机，其特征在于，所述上静置腔体(4)的截面形状为一矩形，与其上方的所述上安装板(10)通过螺栓连接固定，所述下静置腔体(3)的截面也是矩形的，矩形的大小与所述上静置腔体(4)相同，所述下静置腔体(3)内部有电芯的定位工装。

6.根据权利要求1所述的高压等压注液机，其特征在于，还包括锁紧组件(2)，所述锁紧组件(2)包括圆柱型的导向轴支座、气缸、导轨滑块机构和C型锁止机构，所述C型锁止机构通过气缸、导轨滑块机构在导向轴支座上滑动，而所述导向轴支座固定在所述下静置腔体(3)的竖向导向轴上；此外，所述下静置腔体(3)与所述上静置腔体(4)之间设有密封圈。

7.根据权利要求1所述的高压等压注液机，其特征在于，还包括前后驱动组件(8)、所述前后驱动组件(8)用无杆气缸作为动力源，所述前后驱动组件(8)用凸轮随动器与所述下静置腔体(3)连接。

8.根据权利要求1所述的高压等压注液机，其特征在于，所述下静置腔体(3)中还设有电芯二，所述注液杯一(5)一侧还设有注液杯二，所述注液杯二上下端分别连接有隔膜阀二和隔膜阀四，同样所述注液杯二上设置有真空口二，所述上静置腔体(4)上还设有注液嘴二，所述注液嘴二与所述电芯二接触，所述真空口二通过二通阀二连接抽真空装置三。

9.根据权利要求8所述的高压等压注液机，其特征在于，所述注液杯二上设置有常压口二和压力口二，所述常压口二通过二通阀九与大气连通，所述压力口二通管路与压力表二连通。

10.根据权利要求8所述的高压等压注液机，其特征在于，所述上静置腔体(4)上的连通口四与所述注液杯二上的连通口二通过二通阀六连接。