一种锂离子电池注液控制阀的制作方法

1.本发明涉及锂离子电池注液设备领域，特别涉及一种锂离子电池注液控制阀。


背景技术：

2.现有锂离子电池在制造过程中，在注液工序，首先需要先对电池电芯进行抽真空，然后再进行注电解液。传统的注液形式采用的是“杯中杆”的结构注液方式，即在注液杯中空套有一活动杆，活动杆顶部设有密封塞结构，尾部设有活动式的密封结构，通过气缸来控制活动杆的移动，注液时，首先注液杯先与电芯注液口外圈进行密封，然后由气缸带动活动杆向上运动，电芯内腔与注液杯内腔形式一个密闭的空腔，此时对电芯及注液杯内腔进行抽真空，当抽真空达到预设值时，气缸带动活动杆向下运动直至顶部密封塞封住注液口，其后开始向注液杯内注液，当达到所需注液量时，气缸再次带动活动杆向上运动脱开注液口，此时注液杯内的电解液在电芯内腔负压的作用下将杯内的电解液吸入电芯内，实现一次注液过程。此种注液形式结构复杂，结构体积大，对密封结构及密封件要求高，由于密封材料整体浸泡于电解液中，长期接触电解液，对材料的耐蚀性要求高，传统材料常出现发软、发粘、寿命低等问题，导致注液可靠性低，影响生产效率。
3.另外，目前市场上亦有采用直动式的气动隔膜阀或夹管阀作为电解液注液阀来替代上述的注液方式，即在直动式的气动隔膜阀或夹管阀的进液端接有注液杯，出液端接有注液嘴，注液时，注液嘴与电芯注液口紧贴，注液嘴外圈与电芯注液口外圈密封，然后阀门打开，此时电芯内腔到注液杯内腔形成一个密闭的空腔，此时对电芯及注液杯内腔进行抽真空，当抽真空达到预设值时，阀门关闭，其后开始向注液杯内注液，当达到所需注液量时，此时阀门再次打开，此时注液杯内的电解液在电芯内腔负压的作用下将杯内的电解液吸入电芯内，实现注液过程。目前市场上此类注液阀均采用橡胶材料作为阀门的密封方式，均存在不耐电解液，密封可靠性低，且寿命不长的问题。
4.由于注液工序的要求，注液阀必须满足正负压反向控制的要求，且要求密封可靠。
5.由于不同锂电池产品制造的要求，需要注不同粘度密度的电解液，当注粘度较大的电解液就需要通径更大的注液控制阀来实施，若采用通径小的注液控制阀来注液就容易造成电解液流动困难，通路堵塞，形成结晶。而前面所述的直动式的气动隔膜阀或夹管阀由于本身结构的特点，不可以将通径做的很大。
6.由于电解液材质的特性，在电解液的注液过程中容易在控制阀体内产生结晶。
7.由于电解液材质的特性，电解液是一种腐蚀性很强的液体，因此控制阀所用的材质要能防电解液腐蚀。
8.综上所述，需要发明一款更加自动化和智能化且稳定可靠的注液工序所需要的注液阀是来解决上面的问题。


技术实现要素：

9.本发明提出了一种锂离子电池注液控制阀，解决了现有技术中锂离子电池注液阀
不耐电解液，寿命低，以及通路容易因形成结晶造成堵塞的缺陷。
10.本发明的技术方案是这样实现的：
11.一种锂离子电池注液控制阀，包括阀体，阀体的下部侧面开设有进液通道，阀体的下端面中间开设有出液通道，阀体中开设有与进液通道和出液通道连通的阀芯腔，阀芯腔中设置有用于控制进液通道和出液通道通断的阀芯组件，阀芯组件包括上下配合的上陶瓷旋转片和下陶瓷固定片，下陶瓷固定片固定在出液通道的进液口处，下陶瓷固定片上均匀的开设有至少一贯个穿上、下端面的出液孔，上陶瓷旋转片上开设有用于与出液孔配合的进液槽孔，所述阀体沿轴向转动连接有用于驱动上陶瓷旋转片旋转的旋转轴，旋转轴通过带动上陶瓷旋转片旋转使出液孔和进液槽孔对准和错开，以达到控制进液通道和出液通道通断的目的，旋转轴传动连接有用于驱动旋转轴转动的驱动装置。
12.作为进一步的技术方案，所述阀体的上端面中间沿轴向开设有上腔室，上腔室和所述阀芯腔通过螺孔连通，螺孔内螺纹连接有外螺纹套，螺孔和外螺纹套之间还设置有密封装置i，外螺纹套的中间沿轴向开设有贯穿上、下两端的旋转轴孔，所述旋转轴转动连接在旋转轴孔内，所述旋转轴和旋转轴孔之间设置有密封装置ii，所述上陶瓷旋转片的上表面中间开设有驱动插槽，所述旋转轴下端固定连接有与驱动插槽配合的驱动插块；所述出液通道的进液口处设置有与所述下陶瓷固定片配合的定位槽，所述下陶瓷固定片放置在定位槽中，所述下陶瓷固定片和定位槽之间设置有密封装置iii。
13.作为进一步的技术方案，所述旋转轴的下端固定连接有套盖，套盖的下表面开设有与所述上陶瓷旋转片对应的定位凹槽，所述驱动插块固定在定位凹槽的中间。
14.作为进一步的技术方案，所述外螺纹套的下端开设有用于容纳与所述套盖的套盖腔，所述套盖和套盖腔之间设置有耐电解液滑片。
15.作为进一步的技术方案，所述驱动插槽为正三角形、四边形、正五边形或正六边形，所述驱动插块对应为正三角形、四边形、正五边形或正六边形。
16.作为进一步的技术方案，所述阀芯腔的直径大于所述上陶瓷旋转片的直径，所述阀芯腔的底面为外高内低的倾斜面。
17.作为进一步的技术方案，所述驱动装置为旋转气缸或伺服电机，旋转气缸和伺服电机固定在所述阀体上端面上，旋转气缸和伺服电机通过联轴器与所述旋转轴连接。
18.作为进一步的技术方案，所述密封装置i、所述密封装置ii和所述密封装置iii均为密封圈。
19.作为进一步的技术方案，所述阀体采用al6061-t6铝合金材质，所述外螺纹套和所述套盖均采用sus316l材质。
20.作为进一步的技术方案，所述进液通道的进液口处为内螺纹螺口或法兰连接口。
21.本发明的有益效果：
22.1、本发明的上陶瓷旋转片和下陶瓷固定片均为陶瓷材质，作为阀门的控制件，解决了传统橡胶材料作为控制件所带来的不耐电解液导致密封不可靠、寿命低的问题，并且不会受温度影响，另外通过上陶瓷旋转片旋转来控制进液通道和出液通道的通断，操控简单，可靠性好。
23.2、本发明内部通道短，控制进液通道和出液通道仅通过两片陶瓷片隔开，不易形成结晶，且阀芯腔的底面为倾斜面，电解液不易残留，无电解液残留也就不会有电解液的结
晶现象。
24.3、本发明的结构可以使阀门通径做的较大，可满足不同粘度电解液的注液要求。
25.4、密封装置i、密封装置ii和密封装置iii形成全方位密封，密封性能好；耐电解液滑片可以提高旋转轴和套盖转动的顺滑性和稳定性。
26.5、本发明采用耐电解液腐蚀的材质，特别是与电解液有接触的零部件材质，上陶瓷旋转片和下陶瓷固定片为陶瓷材质，阀体采用al6061-t6铝合金材质，外螺纹套和套盖采用sus316l材质，各个密封圈和密封垫采用epdm材质，耐用性好，使用寿命长。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
28.图1为本发明的结构示意图；
29.图2为本发明的剖视图；
30.图3为上陶瓷旋转片和下陶瓷固定片的爆炸图；
31.图4为本发明的爆炸图。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.参照图1-4，一种锂离子电池注液控制阀，包括阀体1，阀体1的下部侧面开设有进液通道11，阀体1的下端面中间开设有出液通道12，阀体1中开设有与进液通道11和出液通道12连通的阀芯腔13，阀芯腔13中设置有用于控制进液通道11和出液通道12通断的阀芯组件，阀芯组件包括上下配合的上陶瓷旋转片21和下陶瓷固定片22，下陶瓷固定片21固定在出液通道11的进液口处，下陶瓷固定片22上均匀的开设有至少一贯个穿上、下端面的出液孔23，上陶瓷旋转片21上开设有用于与出液孔配合的进液槽孔24，所述阀体1沿轴向转动连接有用于驱动上陶瓷旋转片21旋转的旋转轴3，旋转轴3通过带动上陶瓷旋转片21旋转使出液孔23和进液槽孔24对准和错开，以达到控制进液通道11和出液通道12通断的目的，旋转轴3传动连接有用于驱动旋转轴3转动的驱动装置4。
34.作为进一步的技术方案，所述阀体1的上端面中间沿轴向开设有上腔室14，上腔室14和所述阀芯腔13通过螺孔15连通，螺孔15内螺纹连接有外螺纹套5，螺孔15和外螺纹套5之间还设置有密封装置i61，外螺纹套5的中间沿轴向开设有贯穿上、下两端的旋转轴孔51，所述旋转轴3转动连接在旋转轴孔51内，所述旋转轴3和旋转轴孔51之间设置有密封装置ii62，所述上陶瓷旋转片21的上表面中间开设有驱动插槽25，所述旋转轴3下端固定连接有与驱动插槽配合的驱动插块31；所述出液通道12的进液口处设置有与所述下陶瓷固定片22配合的定位槽16，所述下陶瓷固定片21放置在定位槽16中，所述下陶瓷固定片22和定位槽
16之间设置有密封装置iii63。上腔室14的开设方便，上陶瓷旋转片21和下陶瓷22固定片放入阀芯腔。驱动插块31和驱动插槽25的配合，使旋转轴3带动上陶瓷旋转片21转动。
35.作为进一步的技术方案，所述旋转轴3的下端固定连接有套盖32，套盖32的下表面开设有与所述上陶瓷旋转片21对应的定位凹槽33，所述驱动插块31固定在定位凹槽33的中间。套盖32可以套住上陶瓷旋转片21的上部，可以使上陶瓷旋转片21旋转更稳定。
36.作为进一步的技术方案，所述外螺纹套5的下端开设有用于容纳与所述套盖的套盖腔52，所述套盖32和套盖腔52之间设置有耐电解液滑片，方便旋转轴旋转时套盖与外螺纹套间的滑动。
37.作为进一步的技术方案，所述驱动插槽25为正三角形、四边形、正五边形或正六边形，所述驱动插块31对应为正三角形、四边形、正五边形或正六边形。
38.作为进一步的技术方案，所述阀芯腔13的直径大于所述上陶瓷旋转片的直径，电解液可以通过四周进入进液槽孔24，然后通过出液孔23进入出液通道12，出液效率更高，所述阀芯腔13的底面为外高内低的倾斜面，电解液不易残留，防止电解液产生结晶。
39.作为进一步的技术方案，所述驱动装置4为旋转气缸或伺服电机，旋转气缸和伺服电机固定在所述阀体1上端面上，旋转气缸和伺服电机通过联轴器与所述旋转轴3连接。
40.作为进一步的技术方案，所述密封装置i61、所述密封装置ii62和所述密封装置iii63均为密封圈。
41.作为进一步的技术方案，所述阀体1采用al6061-t6铝合金材质，所述外螺纹套5和所述套盖32均采用sus316l材质。
42.作为进一步的技术方案，所述进液通道11的进液口处为内螺纹螺口111或法兰连接口。
43.本实施例工作时旋转气缸带动旋转轴旋转，使出液孔23和进液槽孔24对准和错开，出液孔23和进液槽孔24对准时，阀打开，进液通道11和出液通道12连通，出液孔23和进液槽孔24错开时，阀关闭，进液通道11和出液通道12断开。
44.本发明的上陶瓷旋转片21和下陶瓷固定片22均为陶瓷材质，作为阀门的控制件，解决了传统橡胶材料作为控制件所带来的不耐电解液导致密封不可靠、寿命低的问题，并且不会受温度影响，另外通过上陶瓷旋转片21旋转来控制进液通道11和出液通道12的通断，操控简单，可靠性好。阀体1采用al6061-t6铝合金材质，外螺纹套5和套盖32采用sus316l材质，各个密封圈和密封垫采用epdm材质，耐用性好，使用寿命长。本发明内部通道短，控制进液通道11和出液通道12仅通过两片陶瓷片隔开，且阀芯腔13的底面为倾斜面，电解液不易残留，无电解液残留也就不会有电解液的结晶现象。本发明的结构可以使阀门通径做的较大，可满足不同粘度电解液的注液要求。密封装置i61、密封装置ii62和密封装置iii62形成全方位密封，密封性能好；耐电解液滑片可以提高旋转轴和套盖转动的顺滑性和稳定性。
45.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。