锂电池注液装置的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池注液装置。


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。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池，其中，锂离子电池是可以充电的。
3.锂电池在生产过程中需要在内部填充电解液，有的锂电池注液量较大，且对效率要求越来越高。为满足要求，有的在设计时需要配置多个注液泵并采用高精度陶瓷泵进行注液，有的采用多个定量缸进行注液。
4.无论采用多个注液泵和排量有限的高精度的陶瓷泵，还是多个定量缸，都无法保证对每个锂电池的注液量的一致性。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的无法保证对每个电池的注液量保持一致的技术缺陷，从而提供一种锂电池注液装置。
6.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种锂电池注液装置，包括：多个定量杯，依次间隔设置，所述定量杯具有入液口、溢流口和出液口，所述出液口适于对与所述定量杯一一对应的锂电池充液；循环供液系统，与所述入液口和所述溢流口连接，使得所述循环供液系统通过至少一个所述入液口向多个所述定量杯供液，并通过至少一个所述溢流口回液。
7.本技术提供的锂电池注液装置，通过循环供液系统向多个定量杯内过量注入电解液，可保证每个定量杯内的电解液是满的，每个定量杯内的电解液的量是一致的，也就是注入每个锂电池的电解液是一致的，且结构简单，易于实现。
8.优选地，所述循环供液系统包括：储液罐，具有液体出口和回液口；液压管路供液管路，与所述液体出口、所述回液口、位于不同的所述定量杯的所述入液口和所述溢流口连接，使得所述循环供液系统通过一个所述入液口依次对多个所述定量杯供液并通过一个所述溢流口向所述储液罐回液。
9.优选地，所述供液管路包括：输液机构，与所述液体出口连接；溢流管，一端与其中一个所述定量杯的所述入液口连接，所述溢流管的另一端与相邻的另一个所述定量杯的所述溢流口连接；回液管，一端与所述回液口连接；其中，未连接所述溢流管的所述入液口与所述输液机构的输出口连接，未连接所述溢流管的所述溢流口内设有液位计并与所述回液管的另一端连接。
10.优选地，所述溢流口设于所述定量杯的顶部，所述出液口设于所述定量杯的底部。
11.优选地，所述锂电池注液装置还包括：加压系统，与至少一个所述入液口连接。
12.优选地，所述锂电池注液装置还包括：多个缓存杯，与多个所述定量杯一一对应，所述缓存杯具有进液口和注液口，所述进液口与所述出液口连接，所述注液口与所述锂电
池的充液口连接；顶升机构；其中，所述锂电池置于所述顶升机构上，所述顶升机构适于驱动所述缓存杯使得所述进液口与所述出液口连接或分离。
13.优选地，所述顶升机构包括：伸缩部；顶板，与所述伸缩部连接；其中，所述锂电池置于所述顶板上。
14.优选地，所述缓存杯具有从所述缓存杯的内侧壁向所述注液口倾斜的内底壁。
15.优选地，所述锂电池注液装置还包括：抽真空装置，具有抽真空管路；其中，所述缓存杯具有出气口，所述出气口与所述抽真空管路连接，所述注液口与所述锂电池的充液口密封连接。
16.优选地，所述注液口和所述出液口分别连接有注液嘴。
17.本实用新型具有以下优点：
18.1、通过循环供液系统对定量杯过量注液，可以保证多个定量杯内的电解液的一致性；
19.2、通过加压系统向定量杯内加正压，能够加速电解液流出定量杯的速度，且全部流出定量杯；
20.3、通过顶升机构驱动锂电池和缓存杯与定量杯分离或结合，可以提高效率；
21.4、通过抽真空装置可将电解液吸入缓存杯中。
22.5、只需要采用循环供液系统这一套输液系统即可实现多个定量杯的储液，且输液系统可采用排量较大的普通输液装置，成本低且效率高。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
24.图1为一实施例中的锂电池注液装置的示意图；
25.图2为另一实施例中的锂电池注液装置的示意图。
26.附图标记说明：
27.100、锂电池注液装置；110、定量杯；111、入液口；113、溢流口；115、出液口；120、循环供液系统；121、储液罐；1211、液体出口；1213、回液口；123、供液管路；1231、输液机构；1233、溢流管；1235、回液管； 130、加压系统；140、缓存杯；141、进液口；143、注液口；145、内底壁； 147、出气口；150、顶升机构；151、伸缩部；153、顶板；160、抽真空装置；161、抽真空管路；170、注液嘴。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
29.申请概述
30.目前，锂电池中的方形动力电池的注液量较大，且对效率要求越来越高，为满足要求，在设计时需要配置多个注液泵，成本高。并且需要满足一次注液时要保证每个电池注液量一致，精度要求1％。虽然采用高精度的陶瓷泵进行注液能够在理论上满足精度要求，但是，由于需要根据注液量及时序要求计算出一个陶瓷泵对应一个电池或者多个电池，实际上通过陶瓷泵的精度来控制电池注液精度，会受到很多条件的制约。另外，由于陶瓷泵的泵排量有限，往往需要配置多个泵来满足效率要求，成本高。而采用定量缸进行注液，由于每个中间存储缸都需要配置活塞杆，导致结构复杂，成本高。
31.示例性锂电池注液装置
32.图1为一种实施例中的锂电池注液装置的示意图，在该实施例中，锂电池注液装置100包括：循环供液系统120和多个定量杯110，多个定量杯110可分别固定在一个底板上，固定方式并不做具体限定，只要保证向定量杯110内注入电解液时，定量杯110不会移动位置。多个定量杯110依次间隔设置，定量杯110具有入液口111、溢流口113和出液口115，出液口 115适于对与定量杯110一一对应的锂电池200充液。每个定量杯110对应一个锂电池200，也就是，每个定量杯110向一个锂电池200内注入电解液。循环供液系统120与入液口111和溢流口113连接，使得循环供液系统120 通过至少一个入液口111向多个定量杯110供液，并通过至少一个溢流口 113回液。
33.上述的循环供液系统120与多个定量杯110配合使用，循环供液系统120通过定量杯110的入液口111向定量杯110内注入电解液，循环供液系统120在通向至少一个入液口111的管路上设有单向阀和控制阀，控制阀用于控制该管路的开闭，单向阀使得电解液只能从循环供液系统流向入液口111。当定量杯110内的电解液过量，则会通过溢流口113回流到循环供液系统120，不会产生浪费。循环供液系统120可通过每个入液口111单独进液，溢流口113单独回液。或者，循环供液系统120可通过其中一个每入液口111进液，多个定量杯110串联，其中一个溢流口113回液。当判断溢流口113能够检测到液位，则表示该定量杯110内的电解液已经注满。由于定量杯110的容积是一定的，当所有溢流口均检测到液位，则表示所有的定量杯110都已经注满电解液，因此，采用定量杯结构，通过定量杯保证注入电池的电解液量一致，采用过量式注液，可保证每个定量杯110 内的电解液是满的，每个定量杯110内的电解液的量是一致的，也就是，注入每个锂电池200的电解液是一致的，且结构简单，易于实现。
34.具体地，继续结合图1所示，循环供液系统120包括：储液罐121和供液管路123，储液罐121具有液体出口1211和回液口1213，储液罐121 内用于存储电解液。供液管路123与液体出口1211、回液口1213、位于不同的定量杯110的入液口111和溢流口113连接，使得循环供液系统120 通过一个入液口111依次对多个定量杯110供液并通过一个溢流口113向储液罐121回液。
35.可以理解为，当循环供液系统120通过一个入液口111向对应的定量杯110内注入电解液，由于该定量杯110设置有溢流口113，当该定量杯 110内的电解液注满，则可以通过溢流口113流出到另外的定量杯110内，如此，可依次注满多个定量杯110。当其中一个定量杯110内的电解液通过溢流口113流出，则判断该溢流口113能够检测到液位，也就是该定量杯 110内的电解液已经注满。当依次注满多个定量杯110，最后一个注满电解液的定量杯110的溢流口113可向供液管路123回流。
36.更为具体地，继续结合图1所示，供液管路123包括：输液机构1231、溢流管1233和回液管1235，回液管1235上设置有控制阀。输液机构1231 与液体出口1211连接，使得输液机构1231可以将从液体出口1211流出的电解液输入定量杯110的入液口111。其中，输液机构1231可以为液压泵或压力管路，液压泵或压力管路的入口与储液罐121的液体出口1211连接，在本实施例不做具体限定。
37.更为具体地，继续结合图1所示，溢流管1233的一端与其中一个定量杯110的入液口111连接，溢流管1233的另一端与相邻的另一个定量杯110 的溢流口113连接，也就是，溢流管1233的两端连接到不同的定量杯110 上，且溢流管1233的位置高于溢流口113的位置，使得一个定量杯110内的电解液通过溢流口113、溢流管1233流入另一个定量杯110内，从而可以实现循环供液系统依次对多个定量杯110进行注液。回液管1235的一端与回液口1213连接，使得从其中一个溢流口113流出的电解液能够通过回液管1235回流至储液罐121内。其中，未连接溢流管1233的入液口111 与输液机构1231的输出口连接，未连接溢流管1233的溢流口113内设有液位计并与回液管1235的另一端连接。与回液管1235连接的溢流口113 内的液位计可以是单独设置的，也可以通过在溢流口113处设置的控制阀内进行设置，均为现有技术，在此不再赘述。
38.更为具体地，继续结合图1所示，溢流口113设于定量杯110的顶部，使得注满电解液后更方便通过溢流口113流出，出液口115设于定量杯110 的底部，使得定量杯110内的电解液在重力作用下能够全部注入锂电池200 内。
39.具体地，继续结合图1所示，锂电池注液装置100还包括：加压系统 130，加压系统130与至少一个入液口111连接。其中，循环供液系统120 的输液机构1231向入液口111的供液管路上设置有控制阀，加压系统130 的气体输入管路连接至控制阀的出口与入液口111之间的管路上。在关闭该控制阀后，不会影响加压系统130向定量杯110内输入具有一定压力的气体，采用压缩空气加压，能够加快电解液流出定量杯110的速度，且能够保证电解液能够全部从定量杯110内流出，从而可以进一步保证每个锂电池200的注液的一致性，且提高了锂电池200的注液效率。另外，加压系统130与入液口111之间的管路上也设置有控制阀。控制阀一般都属于常规设置，在此不再赘述。
40.结合图2所示，锂电池注液装置100还包括：多个缓存杯140和顶升机构150。其中，多个缓存杯140与多个定量杯110一一对应，缓存杯140 具有进液口141和注液口143，进液口141与出液口115连接，注液口143 与锂电池200的充液口连接。锂电池200置于顶升机构150上，顶升机构 150适于驱动缓存杯140使得进液口141与出液口115连接或分离。
41.上述的锂电池200与缓存杯140连接，缓存杯140用于对从定量杯110 注入的电解液起到缓存的作用。具体地，顶升机构150可以顶升锂电池200 和缓存杯140。当顶升机构150顶起锂电池200和缓存杯140，使得缓存杯 140的进液口141与定量杯110的出液口115连接，打开进液口141与出液口115之间的管路上设置的控制阀，电解液从定量杯110进入缓存杯140 和锂电池200。待定量杯110的液体全部流出，则控制顶升机构150带动锂电池200和缓存杯140的高度下降，从而使得进液口141与出液口115相互分离，此时可方便将锂电池200与缓存杯140一起运送至静置工位进行静置，再对另外的锂电池200进行注液，当缓存杯140随锂电池200一起静置，能够提高效率。
42.具体地，继续结合图2所示，顶升机构150包括伸缩部151和顶板153，例如，顶升机
构150可以为液压缸或气缸，伸缩部151为伸缩杆。顶板153 与伸缩部151连接，使得顶板153与伸缩部151可以同步伸展或缩回。其中，锂电池200置于顶板153上，顶升机构150通过伸缩部151驱动缓存杯140使得进液口141与出液口115连接或分离。
43.当上述的伸缩部151伸展，使得缓存杯140的进液口141与定量杯110 的出液口115连接。待定量杯110的液体全部流出，则控制伸缩部151缩回，使得伸缩部151带动顶板、锂电池200和缓存杯140的高度下降。
44.更为具体地，继续图2所示，缓存杯140具有从缓存杯140的内侧壁向注液口143倾斜的内底壁145，在使用时从上到下倾斜设置的内底壁145 可以对电解液起到导向的作用，能进一步加快电解液流出缓存杯140的速度。
45.具体地，继续结合图2所示，锂电池注液装置100还包括：抽真空装置160，抽真空装置160具有抽真空管路161。其中，缓存杯140具有出气口147，出气口147与抽真空管路161连接，注液口143与锂电池200的充液口密封连接。抽真空装置160的结构为常规设置，抽真空装置160通过抽真空管路161对缓存杯140抽取空气，使得缓存杯140内可以呈现近似真空的状态。由于缓存杯140通过注液口143与锂电池200的充液口密封连接，因此，锂电池200的内腔通过注液口143与缓存杯140连通且同样呈现真空状态。因此，在真空状态或近似真空状态下，电解液能够进一步加快速度通过缓存杯140被注入锂电池200内。
46.更为具体地，注液口143和出液口115分别连接有注液嘴170，其中，出液口115连接有出液管路，出液管路与出液口115密封连接，或者出液口115设置成出液管路，出液管路与定量杯110一体设置。出液管路上设置有控制阀，出液管路的末端密封连接有注液嘴170。注液嘴170的底部可为具有弹性材料的橡胶，当出液口143设置的注液嘴170的底部与缓冲杯 140的顶面接触，可以实现注液嘴170与缓存杯140之间的密封。同样地，注液口143处的注液嘴170也可如上进行设置，只是，注液口143处的管路上可以不设置控制阀。
47.结合图1和图2所示，锂电池注液装置100包括循环供液系统120、定量杯110、缓存杯140、阀。循环供液系统120包括储液罐121，在每个缓存杯140上增加定量杯110，每个定量杯110的容积相同，定量杯110上设置有进、出管口，通过循环供液系统120将储液罐121中的电解液注入定量杯110中。
48.锂电池注液装置100的工作过程如下：1、锂电池200与缓存杯140结合后通过顶升机构150顶起，缓存杯140与定量杯110的注液嘴170结合； 2、循环供液系统120从储液罐121将电解液注入定量杯110中，通过饱和式注液确保定量杯110注满电解液且每个定量杯110容积一致；3关闭进/ 出液阀；4、打开缓存杯140的抽真空管路阀门，对缓存杯140及锂电池200 抽真空，使缓存杯140与锂电池200的内部为真空状态，同时通过真空泄漏量检测各部件连接处是否密封；5、打开定量杯110与缓存杯140之间的控制阀，此时电解液通过负压进入缓存杯140与锂电池200中，同时打开定量杯110的压缩空气阀，通过对定量杯110加正压，以加速电解液流入缓存杯140，并确保每个定量杯110的液体流入缓存杯140内；6、注液完成后，顶升机构160下降，缓存杯140与定量杯110分离，锂电池200与缓存杯140进入静置工位。
49.根据上述描述，本技术具有以下优点：
50.1、通过设置定量杯110，可以实现对电解液的精确定量；
51.2、通过循环供液系统120对多个定量杯110依次注液后通过溢流口113 溢出注满电解液的定量杯110，从而通过过量注液的方式，可以保证多个定量杯110内的电解液的一
致性；
52.3、通过加压系统130向定量杯110内加正压，使得定量杯110内的电解液在气压的作用下能够全部注入缓存杯140中，且能够提高速度，提高了效率；
53.4、通过在锂电池200的上面设置有缓存杯140，缓存杯140与锂电池 200连接在一起，并通过顶升机构150驱动锂电池200和缓存杯140与定量杯110分离或结合，分离后后的锂电池200与缓存杯140一起静置，从而可以提高效率；
54.5、通过抽真空装置160，在注液时先对缓存杯140与锂电池200抽真空，并确保各个连接部分密封性，在负压的作用下，可将电解液吸入缓存杯140中，保证了缓存杯140中的电解液可全部进入锂电池200内。
55.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
56.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
57.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
58.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。