锂电池等压注液装置及其注液方法与流程

本发明涉及电池锂电池注液装置领域，尤其是一种锂电池等压注液装置及其注液方法。

背景技术：

传统的锂电池注液生产时，电池盒的注液孔较小，只能采用人工针管注液的方式，进行一对一的注液加工，注液精度以及生产效率较低，目前随着自动化加工的日益推广，利用自动化的装置对锂电池进行注液操作的研究越来越多；现有的注液装置主要原理是负压倒吸式注液，即将电池盒内部吸成负压，用管路将电池盒与电解液连接，使得电池盒内部与电解液所在空间之间形成压差，利用压差使电解液自动吸入到电池盒内部，完成自动注液。这种注液设备虽然解决了人工问题，但是注液后电池内部的电解液吸收效果并不理想，且效率较低，还容易出现电池鼓胀的问题。

中国专利cn104466083a中公开了一种锂电池生产过程中的注液方法，通过对锂电池抽高真空保持一段时间，然后进行匀速的0.5-0.7mpa的氮气输入，后续再抽低真空，高压保持60s左右，此种注液方法虽然一定程度有利于电池注液的吸收，但是真空高压的操作对电池的寿命会产生不利的影响，容易造成电池鼓胀和电池密封不良的情况发生。

技术实现要素：

发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种提高注液效率，解决电池注液后鼓胀问题的锂电池等压注液装置及其注液方法。

技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：锂电池等压注液装置，包括注液机构、上夹具机构和下夹具机构；所述上夹具机构和下夹具机构为可分离式结构，所述上夹具机构内平行设有多个上腔体，所述下夹具机构内平行设有多个与所述上腔体形状相同的下腔体；所述上夹具机构与所述下夹具机构闭合时为锁紧密封状态；

所述注液机构与上下腔体的数量一致且位置相对应，分别固定连接于所述上夹具机构上表面，所述注液机构下部嵌入式连接于所述上夹具机构内部并与所述上腔体上设有的注液胶嘴相通，所述下夹具机构内设有电池槽位夹具；

所述注液机构内设有贯穿至所述下腔体的抽真空密封杆；所述抽真空密封杆上提时，对上腔体进行密封并抽真空；所述注液机构上设有杯体内压进气口；所述上夹具机构上部设有与所述上腔体连通的腔体外压进气口。

所述上夹具机构与所述下夹具机构锁紧密封状态通过两侧设置的两个夹具加紧关扣以及接触面之间设有的夹具密封圈进行锁紧密封；充分保证在锁紧密封状态时，上下夹具机构之间以及腔体之间的密封性良好。

在一些实施方式中，所述注液机构包括注液杯、注液口以及注液口密封机构；所述注液杯从上到下依次包括盖体、杯体和漏嘴；所述漏嘴嵌入式连接于所述上夹具机构内；所述盖体上设有注液口；所述注液口上部设有注液口密封机构；所述抽真空密封杆穿设于所述盖体中心部位，并依次穿过所述杯体、所述漏嘴至所述下腔体上的注液胶嘴，所述抽真空密封杆末端设有与注液胶嘴相配合的密封胶头。

所述杯体为圆柱体，进行注液时，具有均匀的流速。

所述漏嘴为锥底开口的锥形结构，保证注液时的流量可控。

为了使得注液机构更为稳固的固定于上夹具机构，所述注液机构通过上固定板和下固定板以及位于四个角的四根固定柱固定于所述上夹具机构上表面。

所述抽真空密封杆为多个时，其上端通过长条型固定板并列固定，在进行抽真空操作时，一次可以进行多个抽真空密封杆的同时工作，加大工作效率，保证抽真空均匀程度。

所述上夹具机构两侧设有供机械手抓握的吊钩，机械手吊装开启或移位时可控性更强。

为了进一步加强机械手吊装的稳定性，所述吊钩共为四个，所述上夹具机构两侧分别设有两个。

本发明还公开了使用上述锂电池等压注液装置的注液方法，包括如下步骤：

(1)首先利用抽真空密封杆的上提操作，密封胶头对注液胶嘴进行密封，对准锂电池的注液口对电池进行抽真空，抽到-90-100kpa后，注液口密封机构移除，注液杯回到常压状态，对注液杯进行注液；注液完毕用注液口密封机构进行密封；

(2)提升抽真空密封杆，先让电解液自动往下流；通过杯体内压进气口对内腔进行氮气输入，至压力为75-85kpa，同时通过腔体外压进气口对外腔进行氮气输入，至压力为95-105kpa，静置45s；重复进行9次内外腔的氮气输入循环；完成注液过程。

有益效果：本发明所公开的新型锂电池等压注液装置及其注液方法，具有以下优点：一方面结构简单，操作便捷，对工作环境要求低，节能降耗，设备成本低；另一方面有效降低注液时间，可同时进行多个电池的注液操作，提升注液效率，加大电池内部电解液的吸收效果，避免电池注液后的鼓胀现象发生。

附图说明

图1是本发明实施例1锂电池等压注液装置的后侧结构示意图；

图2是本发明实施例1锂电池等压注液装置的前侧结构示意图；

图3是本发明实施例1锂电池等压注液装置的右视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1：

请参阅图1-图3，本发明公开了一种锂电池等压注液装置，包括注液机构1、上夹具机构2和下夹具机构3；所述上夹具机构1和下夹具机构3为可分离式结构，所述上夹具机构2两侧分别设有供机械手抓握的两个吊钩7，在进行上下夹具机构分离或移位时，采用机械手对吊钩7的吊装实现，四个吊钩7的设置具有更强的吊装移位稳定性能。

所述上夹具机构2内平行设有8个上腔体21，所述下夹具机构3内平行设有8个与所述上腔体21形状相同的下腔体31；所述上夹具机构2与所述下夹具机构3闭合时为锁紧密封状态；所述上夹具机构2与所述下夹具机构3锁紧密封状态通过两侧设置的两个夹具加紧关扣5以及接触面之间设有的夹具密封圈6进行锁紧密封；充分保证在锁紧密封状态时，上下夹具机构之间以及腔体之间的密封性良好；所述夹具加紧关扣5可在上下夹具上进行滑动调节。

所述下夹具机构3内设有电池槽位夹具31；上下夹具机构分离打开时，通过机械手将电池运送至所述电池槽位夹具31内待注液。

所述注液机构1与上下腔体的数量一致且位置相对应，为8个，通过上固定板和下固定板以及位于四个角的四根固定柱分别固定于所述上夹具机构2上表面。

所述注液机构1包括注液杯、注液口14以及注液口密封机构141；所述注液杯从上到下依次包括盖体11、杯体12和漏嘴13以及贯穿至所述下腔体21的注液胶嘴22的抽真空密封杆15；所述杯体12为圆柱体，进行注液时，具有均匀的流速；所述漏嘴13为锥底开口的锥形结构，保证注液时的流量可控。

所述漏嘴13嵌入式连接于所述上夹具机构2内；所述盖体11上设有注液口14；所述注液口14上部设有注液口密封机构141；所述抽真空密封杆15穿设于所述盖体11中心部位，并依次穿过所述杯体12、所述漏嘴13至所述下腔体21上的注液胶嘴22，所述抽真空密封杆15末端设有与注液胶嘴22相配合的密封胶头151；所述抽真空密封杆15上提时，对上腔体21进行密封并抽真空。

所述抽真空密封杆15上端通过长条型固定板152并列固定，在进行抽真空操作时，一次可以进行多个抽真空密封杆的同时工作，加大工作效率，保证抽真空均匀程度。

所述注液机构1上设有杯体内压进气口16；所述上夹具机构2上部设有与所述上腔体21连通的腔体外压进气口4，用于抽真空注液后分别对注液杯体内以及上下夹具的腔体内注入等压氮气，加速电解液往电池内部的流动速度。

本发明还公开了使用上述锂电池等压注液装置的注液方法，包括如下步骤：

(1)首先通过机械手对四个吊钩7吊装上夹具机构2与下夹具机构3分离，将电池通过机械手运送至下夹具机构3内的电池槽位夹具31内待注液，电池注液口与注液胶嘴22位置对齐，通过机械运动上下夹具机构位置对齐，通过两侧设置的两个夹具加紧关扣5以及接触面之间设有的夹具密封圈6进行锁紧密封，此时通过抽真空密封杆15进行上提，从而整个上腔体21和下腔体31都处于密封状态，对电池内部进行抽真空，抽到-95kpa后，抽真空密封杆15下压，电池内部呈现负压状态，打开注液口密封机构141，通过注液口14往注液杯内进行注液，注液完毕后，注液口密封机构141下压密封住注液口14；

(2)提升抽真空密封杆15，先让电解液自动往下流；通过杯体内压进气口16对内腔进行氮气输入，至压力为80kpa，同时通过腔体外压进气口4对外腔进行氮气输入，至压力为100kpa，静置45s；重复进行9次内外腔的氮气输入循环；完成注液过程。多次重复的内外腔等压氮气的输入，有效加速电解液往电池内部的流动速度，给电池内部外部一个等压平衡的作用，避免电池鼓胀现象发生。

本发明有效降低电池注液时间，注液效率提升，且通过电池内外压的一个等压平衡的充气设置，有效提升了电池内部电解液的吸收效果，且避免了电池鼓胀现象的发生，对电池后续的充放电效果具有良好的提升。