专利名称：一种电池电解液真空加注设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电池电解液真空加注设备，更具体地说是指一种锂电池制造 过程中对电池抽真空后加注电解液随后加压渗透的自动化机械设备。
背景技术：
在锂电池生产过程中，需将电解液定量注入电池包装中，硬包装锂电池通常在其 外壳预留一注液孔，以利于最后的密封，或者采用开口注液的工艺；传统的方法是采用人工 针头注射操作或浸泡加注，随后移入静置设备中静置渗透，这些方法需分部作业，而且注液 量不精确，一致性差，静置时间长，生产效率低，劳动强度大，更不利于自动化操作。因而有 必要对现有的电池生产方法及机械进行改进，提高制造工艺的自动化水平和生产效率，降 低劳动强度和作业成本。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于针对上述现有技术所存在之缺失，提供一种电池电 解液真空加注设备，此设备可将电解液于真空状态注入电池内部，并交替进行充气和真空 静置，以加速电解液的渗透，具有构造简单可靠、速度快、一致性好、集中操作、便于构成自 动化设备的优点。为实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案一种电池电解液真空加注设备，包括机架、电池定位传动机构、电池真空注液控制 机构、电解液加注机构、电解液静置机构和电池上下料机构。所述电池真空注液控制机构固定连接在回转轴架上，其位置对应于夹具底座并位 于其上方，其数量也和分割器的周分割数相等，包括注液筒、封盖、第一封闭器、第二封闭 器、密封圈、注液嘴、注液孔、通轴孔和通孔，所述注液筒和封盖密封连接，注液筒内部具有 柱体锥底形的储液腔，腔底部有通孔形成注液嘴，嘴端面镶设一圈体以利于密封，在所述封 盖上的适当部位设有通轴孔及注液孔，第一封闭器通过密封圈套设于通轴孔中，第二封闭 器与封盖滑动连接，所述第一封闭器伸入注液筒的储液腔内，其一端装设一密封件，动力源 受控驱动第一封闭器时，该密封件可将注液嘴封闭或开启，第二封闭器与封盖的上端面采 用的是可滑动紧密连接方式，在其上的适当部位开设通孔，当其受控滑动时可将封盖上的 注液孔封闭或开启。所述的电池定位传动机构装设于机架上，其包括分割器、驱动器、环形凸轮、夹具 底座、滑轨、回转轴架、固定平台，其中，回转轴架置于分割器之上，且与其输出轴连接，并可 随之转动，夹具底座以回转轴线为中心等角度分布，其数量和分割器的周分割数相等，并与 固定在回转轴架上的滑轨可滑动搭接，还通过滚轮和固定在机架底板上的环形凸轮接触， 由此夹具底座在回转时将根据环形凸轮的轨迹作竖向移动，致使夹具中装载的电池的注液 孔和前述注液筒底部的注液嘴对接联通或脱离，固定平台则装设于机构的顶部，对应于分 割器的静止位置，在该平台上还设置有电解液加注机构及电解液静置机构。[0008]所述的电解液加注机构包括A底板、注液针、针座、针座驱动器、滑杆驱动器和A软 管，其A底板和所述的固定平台连接，注液针通过A软管连接注液泵，滑杆驱动器则固定在 电池真空注液控制机构的第一封闭器上方，并能对其进行控制，使其封闭或开启注液嘴，注 液针固定在针座上，位于注液孔上方，加注时滑杆驱动器控制第一封闭器将注液嘴封闭，保 持待注液的电池内部的真空，通过针座驱动器使注液针插入该注液孔，由注液泵向注液筒 的储液腔内加注电解液。所述的电解液静置机构包括B底板、气嘴、气嘴座、气嘴座驱动器和B软管，其B底 板和所述的固定平台连接，气嘴通过B软管及控制阀连接真空源和氮气源，其位于注液孔 上方且固定在气嘴座上，静置时通过气嘴座驱动器使气嘴座和注液孔接触连通，接触端面 保持密封，此时控制阀受控接通真空源或氮气源，即可向注液筒的储液腔内抽真空或加压， 使电解液加速向电池内部渗透。所述的电池上下料机构包括机架底板、称重机械手、电子秤、换料机械手、电池夹 具、送夹机械手、扫码仪、移动座、驱动器、气缸、夹具定位台和手指，称重机械手位于电池上 下料机构的两侧，负责将注液前后的电池逐个放入电子秤称重量，同时位于称重机械手内 侧的扫码仪用于识别电池上的字码信息，并将其连同重量数据一起发送给连接的电脑，通 过对比注液前后的重量数据，电脑辨析出电池的注液量，并控制称重机械手将该电池放入 出料端相应的料盒，然后通过位于电池上下料机构中部的换料机械手一方面将注液后的电 池从电池夹具中逐个取出，放入出料称重台，同时将入料端称重后的电池逐个放入电池夹 具的空位中，随着电池夹具步进换位，将其中的电池全部更换完成，最后通过送夹机械手将 电池夹具从所述的电池定位传动机构的夹具底座上取出，更换电池后再将夹具送回并定位 在夹具底座上，由此完成电池的自动上下料动作并判别电池实际的注液量。本实用新型的优点在于通过电池上下料机构实现电池的自动上下料作业并辨析 出电池实际的注液量；通过电池定位传动机构使电池按顺序在上料、真空注液、电解液静 置、出料各工位定位，免除了管路、线缆旋转连接的困难；通过电池真空注液控制机构的转 换，将电解液在常态加入储液筒，注液量准确，在电池内部处于负压状态时开始静置，分段 进行充气加压、抽气减压和分段静置，使电解液快速均勻地渗透。由此，本实用新型可靠地 实现将电解液于真空状态注入电池并静置加速渗透，具有构造简单可靠、速度快、产品一致 性好、注液量准确、操作自动化的优点。
图1是本实用新型的俯视示意图。图2是注液部分的主视示意图。图3是真空注液控制机构主视示意图。图4是真空注液控制机构俯视示意图。图5是电解液加注机构示意。图6是电解液静置机构示意图。图7是电池上下料机构俯视示意图。图8是电池上下料机构侧视示意图。图中[0021]10机架，50 电池定位传动机构，[0022]100电池真空注液控制机，200 电解液加注机构，[0023]300电解液静置机构，400 电池上下料机构，[0024]51驱动器，53 分割器，[0025]54环形凸轮，55 回转轴架，[0026]56夹具底座，57 滑轨，[0027]58固定平台，80 电池，[0028]101注液筒，102 封盖，[0029]103第二封闭器，104第一封闭器，[0030]105密封圈，111注液嘴，[0031]121注液孔，122通轴孔，[0032]131通孔，210 A底板，[0033]211滑杆驱动器，221针座驱动器，[0034]222针座，240A软管，[0035]301B底板，302气嘴座驱动器，[0036]303气嘴座，304气嘴，[0037]340B软管，410机架底板，[0038]420称重机械手，421手指，[0039]422电子秤，423扫码仪，[0040]431换料机械手，440送夹机械手，[0041]441移动座，442驱动器，[0042]443气缸，444夹具定位台，[0043]445电池夹具。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述首先，请参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8，其显示出了本实用新型的 较佳实施例的具体结构如图1所示的一种电池电解液真空加注设备，包括机架10、电池定位传动机构50、 电池真空注液控制机构100、电解液加注机构200、电解液静置机构300和电池上下料机构 400。如图2所示的电池定位传动机构50装设于机架10上，其包括分割器53、驱动器 51、环形凸轮54、夹具底座56、滑轨57、回转轴架55、固定平台58，其中，回转轴架55置于分 割器53之上，且与其输出轴连接，并可随之转动，夹具底座56以回转轴线为中心等角度分 布，其数量和分割器53的周分割数相等，并与固定在回转轴架55上的滑轨57可滑动搭接， 还通过滚轮和固定在机架底板410上的环形凸轮54接触，由此夹具底座56在回转时将根 据环形凸轮54的轨迹作竖向移动，致使夹具中装载的电池80的注液孔和前述注液筒101 底部的注液嘴111对接联通或脱离，固定平台58则装设于机构的顶部，对应于分割器53的 静止位置，在该平台上还设置有电解液加注机构200及电解液静置机构300。
6[0048]如图2、3、4所示的电池真空注液控制机构100固定连接在回转轴架55上，其位置 对应于夹具底座56并位于其上方，其数量也和分割器53的周分割数相等，包括注液筒101、 封盖102、第一封闭器104、第二封闭器103、密封圈105、注液嘴111、注液孔121、通轴孔122 和通孔131，所述注液筒101和封盖102密封连接，注液筒101内部具有柱体锥底形的储液 腔，腔底部有通孔形成注液嘴111，嘴端面镶设一圈体以利于密封，在所述封盖102上的适 当部位设有通轴孔122及注液孔121，第一封闭器104通过密封圈105套设于通轴孔122中， 第二封闭器103与封盖102滑动连接，所述第一封闭器104伸入注液筒101的储液腔内，其 一端装设一密封件，动力源受控驱动第一封闭器104时，该密封件可将注液嘴111封闭或开 启，第二封闭器103与封盖102的上端面采用的是可滑动紧密连接方式，在其上的适当部位 开设通孔131，当其受控滑动时可将封盖102上的注液孔121封闭或开启。如图5所示的电解液加注机构200包括A底板210、注液针223、针座222、针座驱 动器221、滑杆驱动器211和A软管240，其A底板210和所述的固定平台58连接，注液针 223通过A软管240连接注液泵，滑杆驱动器211则固定在电池真空注液控制机构100的第 一封闭器104上方，并能对其进行控制，使其封闭或开启注液嘴111，注液针223固定在针 座222上，位于注液孔121上方，加注时滑杆驱动器211控制第一封闭器104将注液嘴111 封闭，保持待注液的电池80内部的真空，通过针座驱动器221使注液针223插入该注液孔 121，由注液泵向注液筒101的储液腔内加注电解液。如图6所示的电解液静置机构300包括B底板301、气嘴304、气嘴座303、气嘴座 驱动器302和B软管340，其B底板301和所述的固定平台58连接，气嘴304通过B软管 340及控制阀连接真空源和氮气源，其位于注液孔121上方且固定在气嘴座303上，静置时 通过气嘴座驱动器302使气嘴座303和注液孔121接触连通，接触端面保持密封，此时控制 阀受控接通真空源或氮气源，即可向注液筒101的储液腔内抽真空或加压，使电解液加速 向电池80内部渗透。如图7、8所示的电池上下料机构400包括机架底板410、称重机械手420、电子秤 422、换料机械手431、电池夹具445、送夹机械手440、扫码仪423、移动座441、驱动器442、 气缸443、夹具定位台444和手指421，称重机械手420位于电池上下料机构400的两侧，负 责将注液前后的电池80逐个放入电子秤422称重量，同时位于称重机械手420内侧的扫码 仪423用于识别电池80上的字码信息，并将其连同重量数据一起发送给连接的电脑，通过 对比注液前后的重量数据，电脑辨析出电池80的注液量，并控制称重机械手420将该电池 80放入出料端相应的料盒，然后通过位于电池上下料机构400中部的换料机械手431 —方 面将注液后的电池80从电池夹具445中逐个取出，放入出料称重台，同时将入料端称重后 的电池80逐个放入电池夹具445的空位中，随着电池夹具445步进换位，将其中的电池80 全部更换完成，最终通过送夹机械手440将电池夹具445从所述的电池定位传动机构50的 夹具底座上取出，更换电池80后再将夹具送回并定位在夹具底座上，由此完成电池80的自 动上下料动作并判别电池80实际的注液量。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作 任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变 化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
权利要求一种电池电解液真空加注设备，包括机架(10)，置于机架(10)上的电池定位传动机构(50)、电池真空注液控制机构(100)、电解液加注机构(200)、电解液静置机构(300)和电池上下料机构(400)，其特征在于电池真空注液控制机构(100)、电解液加注机构(200)和电解液静置机构(300)置于电池定位传动机构(50)上，并且可随电池定位传动机构(50)转动，电池定位传动机构(50)与电池上下料机构(400)相连接。
2.根据权利要求1所述的电池电解液真空加注设备，其特征在于所述电池真空注 液控制机构(100)固定连接在回转轴架(55)上，其位置对应于夹具底座(56)并位于其上 方，其数量也和分割器(53)的周分割数相等，包括注液筒(101)、封盖(102)、第一封闭器 (104)、第二封闭器(103)、密封圈(105)、注液嘴(111)、注液孔(121)、通轴孔(122)和通孔 (131);所述封盖(102)套设于注液筒(101)的筒口上，与筒口密封连接，注液筒(101)内 部具有柱体锥底形的储液腔，腔底部有通孔形成注液嘴(111)，嘴端面镶设一圈体以利于密 封；在所述封盖(102)上的适当部位设有通轴孔(122)及注液孔(121)，第一封闭器(104)通 过封盖(102)中的密封圈(105)套设于通轴孔(122)中，第二封闭器(103)紧盖在封盖(102) 上，并可绕通轴孔(122)进行转动；所述第一封闭器(104)伸入注液筒(101)的储液腔内，其 一端装设一密封件，动力源受控驱动第一封闭器(104)时，该密封件可将注液嘴(111)封闭 或开启；所述第二封闭器(103)与封盖(102)的上端面采用的是可滑动紧密连接方式，在其 上的适当部位开设通孔(131)，当其受控滑动时可将封盖(102)上的注液孔(121)封闭或开 启ο
3.根据权利要求1所述的电池电解液真空加注设备，其特征在于所述的电池定位传 动机构(50)装设于机架(10)上，其包括分割器(53)、驱动器(51)、环形凸轮(54)、夹具底 座(56)、滑轨(57)、回转轴架(55)、固定平台(58)，其中，回转轴架(55)置于分割器(53)之 上，且与其输出轴连接，并可随之转动，夹具底座(56)以回转轴线为中心等角度分布，其数 量和分割器(53)的周分割数相等，并与固定在回转轴架(55)上的滑轨(57)可滑动搭接， 还通过滚轮和固定在机架底板(11)上的环形凸轮(54)接触，由此夹具底座(56)在回转时 将根据环形凸轮(54)的轨迹作竖向移动，致使夹具中装载的电池(80)的注液孔和前述注 液筒(101)底部的注液嘴(111)对接联通或脱离，固定平台(58)则装设于机构的顶部，对应 于分割器(53)的静止位置，在该平台上还设置有电解液加注机构(200)及电解液静置机构 (300)。
4.根据权利要求1所述的电池电解液真空加注设备，其特征在于所述的电解液加 注机构(200)包括A底板(210)、注液针(223)、针座(222)、针座驱动器(221)、滑杆驱动器 (211)和A软管(240)，其A底板(210)和所述的固定平台(58)连接，注液针(223)通过A软 管(240)连接注液泵，滑杆驱动器(211)则固定在电池真空注液控制机构(100)的第一封闭 器(104)上方，并能对其进行控制，使其封闭或开启注液嘴(111)，注液针(223)固定在针座 (222)上，位于注液孔(121)上方，加注时滑杆驱动器(211)控制第一封闭器(104)将注液 嘴(111)封闭，保持待注液的电池(80)内部的真空，通过针座驱动器(221)使注液针(223) 插入该注液孔(121)，由注液泵向注液筒(101)的储液腔内加注电解液。
5.根据权利要求1所述的电池电解液真空加注设备，其特征在于所述的电解液静 置机构(300 )包括B底板(301)、气嘴(304)、气嘴座(303 )、气嘴座驱动器(302 )和B软管 (340 )，其B底板(301)和所述的固定平台(58 )连接，气嘴(304)通过B软管(340 )及控制阀连接真空源和氮气源，其位于注液孔(121)上方且固定在气嘴座(303)上，静置时通过气 嘴座驱动器(302)使气嘴座(303)和注液孔(121)接触连通，接触端面保持密封，此时控制 阀受控接通真空源或氮气源，即可向注液筒(101)的储液腔内抽真空或加压，使电解液加速 向电池(80)内部渗透。
6.根据权利要求1所述的电池电解液真空加注设备，其特征在于所述的电池上下料 机构(400 )包括机架底板(410 )、称重机械手(420 )、电子秤(422 )、换料机械手(431)、电池 夹具(445)、送夹机械手(440)、扫码仪(423)、移动座(441)、驱动器(442)、气缸(443)、夹 具定位台(444)和手指(421)，称重机械手(420)位于电池上下料机构(400)的两侧。
专利摘要本实用新型公布了一种锂电池电解液真空加注设备，包括机架、电池定位传动机构、电池真空注液控制机构、电解液加注机构、电解液静置机构、电池上下料机构。电池按顺序在上料、真空注液、电解液静置、出料各工位定位，电解液于常压态一次加入储液腔，电池内部处于负压状态时开始渗透，然后进行充气加压，抽气减压，分段静置，使电解液快速均匀渗透。该设备还能进行电池自动上下料作业并辨析出电池实际的注液量，并免除了管路、线缆旋转连接的困难，具有构造简单可靠、速度快、产品一致性好、注液量准确和操作自动化的优点。
文档编号H01M2/36GK201562708SQ20092031367
公开日2010年8月25日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者余四拾, 廖均克, 张 杰, 樊孝杰, 袁达利, 陈华坤 申请人:东莞市鸿宝锂电科技有限公司