一种有效防止电池形变的负压注液装置的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池加工技术领域，更具体地，涉及一种有效防止电池形变的负压注液装置。


背景技术：

2.锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由gilbert n.lewis提出并研究。20世纪70年代时，m.s.whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。
3.随着锂离子电池在各领域的应用日益广泛，尤其是在电动汽车、新能源、军事等领域逐步推广，各国以及大企业纷纷加大研发力度，与此同时，石墨烯、纳米材料等先进材料制备技术不断完善，与锂离子电池研发加速融合，锂离子电池产业创新速度加快，各种产品相继问世并投放市场，锂离子电池产业发展趋势越来越好。
4.锂电池在烘烤完成后，需要进行电池注液工序；由于锂电池在自然条件下吸收电解液慢甚至难以吸收电解液，现有的注液方式几乎都是在电池的内部抽取到一定的真空度，从而加速锂电池吸收电解液。但是，此种注液方式：电池注液过程中内部与外部的空气压强不一致，容易造成电池形变，从而导致不良品。影响了生产效率，也无法满足高精度产品的加工需求。


技术实现要素：

5.为了解决现有给锂电池注液过程中存在的问题，本实用新型提供一种有效防止电池形变的负压注液装置，并具体提供如下技术方案：
6.一种有效防止电池形变的负压注液装置，包括底座和上盖，所述底座与所述上盖可拆卸密封连接，电池限位固定在所述底座内，电池的上表面设有注液口；还包括注液组件和调压组件，所述注液组件与所述注液口连通，用于给所述下腔体内的电池注入电解液；所述调压组件包括第一调压组件和第二调压组件，所述第一调压组件与所述注液口连通，用于调节电池内部的气体压强，所述第二调压组件与电池外壳连通，用于调节所述上腔体内电池外部的气体压强。
7.进一步地，所述上盖上方固定设有缓存杯，所述缓存杯与所述上盖密封连接，所述缓存杯下端设有注液连接柱，所述注液连接柱插入所述上腔体内；所述缓存杯内设有缓存空腔，所述缓存空腔的下表面设有贯穿所述注液连接柱上下端面的注液孔，所述注液孔与所述注液口连通，所述缓存空腔分别与所述注液组件和所述第一调压组件连通。
8.进一步地，所述缓存杯的上方固定设有安装座，所述注液组件包括设在所述安装座内的加液孔，所述加液孔与所述缓存空腔连通；所述安装座内设有进气通道，所述进气通道与所述缓存空腔连通，所述第一调压组件包括进气接头，所述进气接头固定在所述安装座上，所述进气接头内设有第一进气孔，所述第一进气孔与所述进气通道连通。
9.进一步地，所述安装座上设有用于封堵所述注液孔的注液堵杆，所述注液堵杆位于所述注液孔的正上方，所述注液堵杆的一端插入所述缓存空腔内，另一端伸出所述安装座的上表面，所述注液堵杆的下端端部与所述注液孔适配。
10.进一步地，所述安装座的上表面设有注液堵杆限位槽，所述注液堵杆限位槽内设有贯穿所述安装座的注液堵头安装孔，所述注液堵杆下端穿过所述注液堵头安装孔后伸入所述缓存空腔内；所述安装座设有盖住所述注液堵杆限位槽的注液堵杆限位板，所述注液堵杆的上端穿过所述注液堵杆限位板，所述注液堵杆上套设有第一复位弹簧，所述注液堵杆的外壁设有限位凸块，所述第一复位弹簧的下端与所述注液堵杆限位槽抵接，另一端与所述限位凸块抵接，所述限位凸块的上表面与所述注液堵杆限位板抵接。
11.进一步地，所述缓存杯的上方设有压板，所述压板下表面固定设有用于封堵所述加液孔的加液堵杆，所述加液堵杆的下端端部与所述加液孔适配；所述上盖的两端设有相互平行竖立的支撑板，所述压板的两端设有压板限位块，所述压板限位块与所述支撑板滑动限位连接。
12.进一步地，所述第二调压组件包括第二进气孔，所述第二进气孔设置在所述上盖上，所述第二进气孔贯穿所述上盖的侧壁，并与所述上腔体连通。
13.进一步地，所述底座与所述上盖的连接侧边上设有至少两个定位孔，所述上盖上与所述定位孔相应位置处分别设有定位销，所述定位销能够插入所述定位孔内。
14.进一步地，所述底座的前后两个侧面上分别阵列第一限位块，所述上盖上与所述第一限位块相应位置处分别设有第二限位块，所述第一限位块的上侧边与所述第二限位块的下侧边抵接；还包括用于锁紧所述上盖和所述底座的锁紧装置，所述锁紧装置包括锁板，所述锁板分别与所述第一限位块和所述第二限位块可拆卸限位连接。
15.进一步地，所述上盖的前后两个侧面分别设有两个第三限位块，所述锁板的上侧边设有限位条，所述限位条能够分别与所述第三限位块抵接，所述锁板的内表面设有上锁条和下锁块，所述上锁条的下侧边与所述第二限位块的上侧边抵接，所述下锁块的上侧边与所述第一限位块的下侧边抵接。
16.本实用新型中设置上腔体与下腔体，使电池处于一个封闭的空间内进行注液操作。本实用新型通过设置第一调压组件能够给调节电池内部的气体压强，使电池能够快速的吸收电解液，提高电池的注液效率；通过设置第二调压组件能够调节上腔体和下腔体内的气体压强，使电池在注液时内部与外部处于等压的环境下，从而避免了电池发生形变，提高了电池加工的良品率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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的附图。
18.图1是本实用新型提供的有效防止电池形变的负压注液装置中上盖与底座锁止状态立体结构示意图；
19.图2是本实用新型提供的有效防止电池形变的负压注液装置中上盖与底座打开状
态立体结构示意图；
20.图3是本实用新型提供的有效防止电池形变的负压注液装置中上盖与底座锁止状态正视示意图；
21.图4是图3中a
‑
a剖面图；
22.图5是图4中b部分的放大图；
23.图6是本实用新型实施例中支撑板与压板限位块结构示意图。
具体实施方式
24.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在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，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
25.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
27.如图1、2所示，一种有效防止电池形变的负压注液装置，包括控制器、底座1和上盖2，底座1内设有下腔体11，上盖2内设有上腔体21；当上盖2盖住底座1时，上腔体21和下腔体11能够组成一个封闭的空腔。下腔体11内固定设有5个电池限位支架12，每个电池限位支架12内设有4个电池限位槽13，电池3限位固定在电池限位槽13内，电池3的上表面设有注液口31。
28.底座1上表面的左右两个侧边上分别设有定位孔14，上盖2下表面的左右两个侧边上与定位孔14相应位置处设有定位销22，定位销22能够插入定位孔14内限位连接。上盖2的上表面侧边设有4个上盖移动扣23，上盖移动扣23呈矩形分布在上盖2的上表面。底座1的前后两个侧面上分别阵列设有4个第一限位块15，上盖2上与第一限位块15相应位置处分别设有第二限位块24，当上盖2盖住底座1时，第一限位块15的上侧边分别与第二限位块24的下侧边抵接。
29.还包括用于锁止底座1和上盖2的锁止装置4，锁止装置4包括锁板41，锁板41的左右两端分别设有锁止推杆42，锁板41的上侧边上设有两个限位条43，上盖2的前后两个侧面分别设有两个第三限位块25，第三限位块25与锁板41滑动连接，且第三限位块25位于两个限位条43之间；当移动锁板41向右移动至锁止位置时，左边的第三限位块25能够与左边的限位条43抵接；当移动锁板41向左移动至解锁位置时，右边的第三限位块25能够与右边的限位条43抵接。锁板41的内表面设有上锁条44和下锁块45，上锁条44下侧边与第二限位块24的上侧边抵接，下锁块45与第一限位块15、第二限位块24的数量相同，下锁块45的上侧边能够与第一限位块15的下侧边抵接。
30.工作时，首先将电池3限位固定在电池限位支架12上，直到全部电池限位槽13内均安置好电池3；通过外部设备或者人力，抓住上盖移动扣23将上盖2提起，让定位销22分别对准定位孔14，缓慢放下上盖2，使定位销22插入定位孔14内，使得上盖2与底座1合拢完成；此时，第一限位块15分别与第二限位块24抵接，然后推动锁板41左端的锁止推杆42，使锁板41向右推动，直至左边的限位条43与左边的第三限位块25抵接；此时，下锁块45的上侧边正好与第一限位块15的下侧边抵接，使上锁条44、第二限位块24、第一限位块15和下锁块45依次抵接，使得上盖2与底座1的相对位置锁止。当需要解锁上盖2与底座1时，则向左推动锁板41，直至右边的第三限位块25与右边的限位条43抵接，使下锁块45与第一限位块15分开，这样就能提起上盖2，使上盖2与底座1分离。
31.还包括注液组件和调压组件，注液组件与注液口31连通，用于给下腔体11内的电池3注入电解液；调压组件包括分别与控制器相连的第一调压组件和第二调压组件，第一调压组件与注液口31连通，用于调节电池3内部的气体压强，第二调压组件与上腔体21连通，用于调节上腔体21内(电池外部)的气体压强。
32.电池3注液时处于上腔体21和下腔体11组成的一个封闭的空间内，设置第一调压组件能够调节电池3内部的气体压强，使电池3能够快速的吸收电解液，提高电池3的注液效率；设置第二调压组件能够调节上腔体21和下腔体11内的气体压强，使电池3的内部与外部处于等压的环境下，从而避免了电池3发生形变，提高了电池3加工的良品率。
33.如图3
‑
5所示，上盖2的上方固定设有缓存杯5，缓存杯5通过螺丝与上盖2密封连接，缓存杯5的下端设有注液连接柱51，注液连接柱51穿过上盖2的上侧壁后插入上腔体21内。缓存杯5的内部设有缓存空腔52，缓存空腔52的底面设有圆锥状注液漏斗53，注液漏斗53的中心位置设有贯穿注液连接柱51上下端面的注液孔54，注液孔54与电池3上的注液口31连通；其中，注液孔54、注液漏斗53和缓存空腔52三者的中心轴线重合。注液连接柱51的端部套设有注液胶套55，注液胶套55与注液口31抵接；设置注液胶套55一方面是为了防止注液连接柱51与电池3接触发生碰撞，对电池3或注液连接柱51造成损伤；另一方面，是为了提高注液口31与注液连接柱51之间的密封性，防止渗漏。
34.缓存杯5的上方固定设有安装座6，注液组件包括设置在安装座6内的加液孔61，加液孔61与缓存空腔52连通，加液孔61贯穿安装座6的上表面。工作时，从加液孔61往缓存空腔52内加入电解液，再经过注液孔54进入到电池3内部。
35.安装座6内设有进气通道62，进气通道62的一端与缓存空腔52连通，另一端贯穿安装座6的上表面。第一调压组件包括进气接头63，进气接头63固定在进气通道62内，并与安装座6固定连接，进气接头63内设有第一进气孔64，第一进气孔64与进气通道62连通。第二调压组件包括设置在上盖2上的第二进气孔26；本实施例中，第二进气孔26设置在上盖2的左右两个端面上，分别贯穿上盖2的侧壁，并与上腔体21连通。在其他实施例中，第二进气孔26也可以设置在底座1上或者上盖2的其他位置，也可以设置其他数量，只要第二进气孔26与上腔体21或下腔体11连通即可。
36.工作时，第二进气孔26和进气接头63分别与外部的抽真空装置和高压气源相连，往电池3内部和上腔体21内抽真空或者注入高压气体，通过控制器控制电池3内部和上腔体21内(电池外部)的气体压差平衡，使电池2内外的气体压强保持一致。
37.安装座6的上表面设有注液堵杆限位槽65，注液堵杆限位槽65内设有贯穿安装座6
的注液堵头安装孔66，注液堵头安装孔66内设有用于封堵注液孔54的注液堵杆7，注液堵杆7位于注液孔54的正上方，注液堵杆7的下端插入缓存空腔52内，另一端伸出安装座6的上表面。注液堵杆7的下端端部套设有塑胶注液堵头71，注液堵头71也可采用其他有一定弹性的材料制成；设置注液堵头71能够使注液孔54需要封堵时密封性更好，防止渗漏。安装座6上设有盖住注液堵杆限位槽64的注液堵杆限位板67，注液堵杆7的上端穿过注液堵杆限位板67，注液堵杆7上套设有第一复位弹簧72，注液堵杆7的外壁设有限位凸块73，第一复位弹簧72的下端与注液堵杆限位槽65抵接，另一端与限位凸块73抵接，限位凸块73的上表面与注液堵杆限位板67抵接。
38.当需要封堵注液孔54时，通过外力下压注液堵杆7，限位凸块73挤压第一复位弹簧72，使第一复位弹簧72锁紧；注液堵杆7下滑使注液堵头71封堵住注液孔54。当需要打开注液孔54时，释放注液堵杆7上的外力；在第一复位弹簧72的作用下，驱使注液堵杆7上滑，使注液堵头71与注液孔54分离，直至限位凸块73与注液堵杆限位板67抵接。
39.缓存杯5的上方设有压板8，压板8下表面固定设有用于封堵加液孔61的加液堵杆81，加液堵杆81位于加液孔61的正上方，加液堵杆81的下端端部套设有塑胶加液堵头82，加液堵头82的下端端部与加液孔61适配；在其他实施例中，加液堵头82也可采用其他有一定弹性的材料制成；设置加液堵头82能够使加液孔61需要封堵时密封性更好，防止渗漏。上盖2的两端设有相互平行竖立的支撑板9，压板8的两端设有压板限位块83，压板限位块83与支撑板9滑动限位连接。
40.具体地，如图6所示，支撑板9上设有滑动槽91，支撑板9上固定设有扣板92，扣板92的端部固定设有限位杆93，限位杆93位于滑动槽91内部；压板限位块83的下端在滑动槽91内滑动，端部设有挂钩84。当压板8下压时，压板限位块83向下滑动，直至滑动槽91的端面抵住挂钩84下端面；当压板8上升时，压板限位块83向上滑动，直至限位杆93抵住挂钩84的上端面。通过设置挂钩84、限位杆93、滑动槽91，使压板限位块83与支撑板9滑动限位连接。
41.工作时，当需要封堵加液孔61时，只需下压压板8，直至挂钩84的下端部与滑动槽91的端面抵接；加液堵杆81向下移动，通过加液堵头82对加液孔61进行封堵。当需要加液时，上提压板8，直至挂钩84的上端面与限位杆93抵接；加液堵杆81向上移动，使加液堵头82离开加液孔61。
42.采用上述负压注液装置进行电池注液的具体步骤如下：
43.第一步，将电池3分别放入电池限位槽13内，直至所有的电池限位槽13内均安置好电池3。
44.第二步，通过外部设备或者人力，抓住上盖移动扣23将上盖2提起，让定位销22分别对准定位孔14，缓慢放下上盖2，使定位销22插入定位孔14内，使得上盖2与底座1合拢完成，使得上腔体21与下腔体11密封闭合；使用锁止装置4，将上盖2与底座1固定住。
45.第三步，下压压板8，使加液堵头82封堵住加液孔61。
46.第四步，第二进气孔26和进气接头63分别与抽真空装置相连，对电池3内部及上腔体21(电池外部)进行抽真空，其中，真空度控制在
‑
95kpa以内；通过控制器控制电池2内部和上腔体21(电池外部)的真空度平衡。
47.第五步，下压注液堵杆7，使注液堵头71封堵住注液孔54；上提压板8，打开加液孔61；往加液孔61内注入适量的电解液，电解液在重力的作用下流入缓存杯5内；加入电解液
后，下压压板8，使加液堵头82封堵住加液孔61；之后，上拉注液堵杆7，打开注液孔54；使电解液能够流入注液孔54内，从而进过注液口31进入电池3内部。
48.第六步，第二进气孔26和进气接头63分别与高压气体源相连，往电池3内部及上腔体21(电池外部)加注高压气体，通过控制器控制电池3内部和上腔体21(电池外部)的气压平衡。本实施例中，加注高压氮气，其中，高压氮气的压强控制在0.2
‑
0.5mpa。
49.第七步，循环执行上述“第四步”和“第六步”，直至所有的电解液被电池3吸收。
50.需要说明的是，通过加注高压气体和抽真空操作都能够加速电池吸收电解液。
51.显然，以上所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本技术的较佳实施例，但并不限制本技术的专利范围。本技术可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本技术说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本技术专利保护范围之内。