一种锂离子电池注液防喷液装置的制作方法

1.本发明涉及锂电池技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池注液防喷液装置。


背景技术：

2.锂电池生产工艺流程复杂，电芯内部极片、隔膜等物料受限于存储时间、来料、环境等影响导致批次间体积存在差异，进而导致电芯内部空间填充率一致性较差，而填充率大的电芯容易造成电芯注液后液面过高，进而导致方形铝壳电芯注液喷液问题：常见的电芯注液方式有两种，等压注液、差压注液，注液完成后电芯内部为微正压状态，在注液嘴抬起瞬间，电芯内部气压通过注液孔泄压恢复到大气压状态，泄压过程如果电解液液面距离注液孔表面距离太近，就容易造成电芯注液后喷液或者在后续物流过程中溢液污染电芯，影响电芯性能、外观和密封钉焊接良品率。
3.例如，在中国专利文献上公开的“锂离子电池真空注液机及其锂离子电池注液头结构”，其公告号为cn206003880u，该锂离子电池注液头结构包括注液头本体和密封设置在注液头本体的出液口内的密封件，密封件上开设有隔离槽和通向注液头本体内的注液腔的注液通道；当密封件与电池上盖板抵触时，注液通道连通注液腔与电池上盖板上的注液孔，隔离槽罩设在电池上盖板上的铆钉外。由此，在电解液由注液腔注入到电池的过程中，电解液并不会泄漏到注液通道之外，因此在注液完毕后不会大量残留在电池上盖板上，避免造成浪费；同时也不会进入到隔离槽中而与铆钉接触而造成对铆钉的腐蚀，最终提高了注液质量，使注液操作更加高效、简单。然而，该专利的不足之处在于，注液完成后，若直接将注液头与电池分离，可能会由于液面较高而出现喷液的情况。


技术实现要素：

4.本发明是为了克服现有技术中，注液头注液完成后，电芯内在压力恢复的过程中，容易产生喷液的现象，导致电解液减少，影响电芯性能、外观和密封钉焊接良品率的情况，公开一种锂离子电池注液防喷液装置，可以避免由于电芯中电解液填充率大而出现喷液的情况。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种锂离子电池注液防喷液装置，包括安装在电池注液口上的注液头，注液头上安装有激光探头，激光探头包括发射器和接收器，注液头内设有电解液缓存腔和排气腔，电解液缓存腔内设有用于将电解液排出到电池注液口中的排液口，排液口处安装有排液口控制阀，排气腔内设有与排液口连通的排气口。
6.所述注液头用于向电池电芯中注液，所述激光探头用于向液面发生激光，激光在接触到液面后会反射回来，激光探头接收到反射的激光后产生信号，根据反射信号与发射信号的相位差，可以计算出当前液面的液位，由于注液完成后，电解液在浸润电芯的过程中，其液位会下降，通过本方案的结构，可以使得排气口在液位下降到满足要求后再打开，避免了排气口与液位过近导致的喷液问题。
7.作为优选，锂离子电池注液防喷液装置还包括逻辑控制器，逻辑控制器与激光探头连接，发射器发生的激光被接收器接收后，形成液位信号，经过滤波放大后，根据液位信号与参考信号的相位差，计算出当前液位与参考液位之间的液位差，进而得出当前液位，通过所述结构可以通过激光探头来检测当前的液位，从而判断此时是否可以进行排气。
8.作为优选，排气口处设有排气控制阀，在注液完成后，排液口关闭，排气控制阀先处于关闭状态，待当前液位低于参考液位后，排气控制阀打开；所述排气控制阀与逻辑控制其连接，可以根据逻辑控制器作出的判断来控制排气控制阀的打开和关闭。
9.作为优选，在注液过程中，调压阀处于关闭状态，电解液缓存腔和电池电芯内的空间为密闭空间，排液口位于电解液缓存腔的底部，待电池注液口处液体受到向上的压力与排液口的液压平衡时，排液口不再排液；现有的结构一般通过注液的时间来控制注液的量，然而，由于本方案在注液过程中，电芯内压力不断变化，注液的速度也不稳定，因此无法通过注液时间来控制注液的量，而本方案在注液过程中，注液口处则气压升高，待电池注液口和电解液缓存腔上部的压差与排液口的液压平衡时，排液口不再排液，而排出液体的量不受排液速度影响，也不受阀门响应时间的影响，确保注液量的准确性。
10.作为优选，排气腔内还设有与电解液缓存腔上部连通的调压开口，所述调压开口处设有调压阀，在注液过程中，调压阀处于关闭状态，待注液完成后，调压阀打开，以平衡注液口和电解液缓存腔中的压差；压力平衡后，与注液量相同量的气体进入注液头内，以填充液体排出后产生的空余空间，从而确保注液前后注液头内压力一致。
11.作为优选，锂离子电池注液防喷液装置还包括电解液补充腔，电解液缓存腔内设有与电解液补充腔连通的电解液补充开口，排液口控制阀包括控制阀杆，控制阀杆上设有用于关闭电解液补充开口的第一密封部，以及用于关闭排液口的第二密封部，通过该结构使得每次注液完成后，电解液补充腔内的电解液会补充到电解液缓存腔中，从而使得每次注液后，电解液缓存腔内的液位保持一致，进而使得每次注液的量相同。
12.作为优选，注液头与电池注液口之间设有密封环，从而确保注液过程的密封。
13.因此，本发明具有如下有益效果：（1）可以实时监测电池电芯内的液面，确保液面下降一定高度后才开始排气，避免由于电芯中电解液填充率大而出现喷液的情况；（2）通过注液口处的压力控制排液，从而确保注液量的准确性；（3）注液后可以使注液头内压力和电解液缓存腔内的液位恢复，使得下一次注液量与之前相同；（4）注液密封性好。
附图说明
14.图1是本发明实施例一的一种结构示意图。
15.图2是本发明通过检测液位实现排液控制的一种流程图。
16.图3是本发明实施例二的一种结构示意图。
17.图中：1、注液头2、激光探头3、电解液缓存腔4、排气腔5、排液口6、排气口7、电解液补充腔8、电解液补充开口9、控制阀杆10、第一密封部11、第二密封部12、调压开口。
具体实施方式
18.实施例一，如图1-2所示，一种锂离子电池注液防喷液装置，包括安装在电池注液
口上的注液头1，注液头与电池注液口之间设有密封环，用于提高注液的密封性，注液头下侧安装有方向朝下的激光探头2，激光探头包括发射器和接收器，注液头内设有电解液缓存腔3和排气腔4，电解液缓存腔内设有用于将电解液排出到电池注液口中的排液口5，排液口处安装有排液口控制阀，排气腔内设有与排液口连通的排气口6，激光探头与逻辑控制器连接，发射器发生的激光到达液面后产生反射，反射的激光被接收器接收后，形成液位信号，该液位信号经过滤波放大后，根据其与参考信号的相位差，计算出当前液位与参考液位之间的液位差，进而得出当前液位，排气口处设有排气控制阀。
19.当注液开始时，排液口控制阀打开，排气控制阀关闭，电解液不断注入电芯中，同时激光探头不断检测当前液位，待当前液位达到最高处时，排液口控制阀关闭，排气控制阀保持关闭状态，此过程中，电解液不断浸润电芯内部，导致液位发生下降，待液位下降到设定值后，排气控制阀打开，注液口处的正压气体向排气腔内进行泄压，泄压一段时间后，保持排气控制阀打开，并使得注液头与注液口分离，完成该次注液。
20.实施例二，如图3所示，一种锂离子电池注液防喷液装置，一种锂离子电池注液防喷液装置，包括安装在电池注液口上的注液头1，注液头与电池注液口之间设有密封环，用于提高注液的密封性，注液头下侧安装有方向朝下的激光探头2，激光探头包括发射器和接收器，注液头内设有电解液补充腔7、电解液缓存腔3和排气腔4，电解液缓存腔上端设有与电解液补充腔连通的电解液补充开口8，下端设有用于将电解液排出到电池注液口中的排液口5，排液口处安装有排液口控制阀，排液口控制阀包括控制阀杆9，控制阀杆上设有用于关闭电解液补充开口的第一密封部10，以及用于关闭排液口的第二密封部11，控制阀杆的行程上包括第一密封位置和第二密封位置，排气腔下端设有与排液口连通的排气口6，上端还设有与电解液缓存腔上部连通的调压开口12，所述调压开口处设有调压阀，排气口处设有排气控制阀，激光探头与逻辑控制器连接，发射器发生的激光到达液面后产生反射，反射的激光被接收器接收后，形成液位信号，该液位信号经过滤波放大后，根据其与参考信号的相位差，计算出当前液位与参考液位之间的液位差，进而得出当前液位。
21.当注液开始时，控制阀杆处于第一密封位置，第一密封部位于电解液补充开口处，电解液补充开口关闭，排液口打开，排气控制阀关闭，电解液不断注入电芯中，在此过程中，由于电芯内空间不断被填充，注液口内压力不断增加，而电解液缓存腔内上部气体压力不断减小；当电解液缓存腔内排出液体达到设定值时，电解液不再排出，同时电芯内液面达到最高处，此时，控制阀杆向下移动到第二密封位置，第二密封部位于排液口处，使得电解液补充开口打开，排液口关闭，而排气控制阀保持关闭状态，此过程中，电解液不断浸润电芯内部，导致液位发生下降；待液位下降到设定值后，排气控制阀打开，注液口处的正压气体向排气腔和电解液补充腔内进行泄压，由于电解液缓存腔内排出的液体的体积等于从电芯内进入到注液头中气体的体积，因此泄压完成后，电解液缓存腔内液位恢复到与注液前一样，并且注液口处的压力恢复到常压，然后使得注液头与注液口分离，完成该次注液，确保不会出现喷液的情况。