电池自动注液的制造方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种电池自动注液机，包括储液装置和多个注液工位，每个注液工位包括旋转上料机构、注液机构和真空密封机构，人工或自动将电池放入旋转上料机构内，注液机构拉开电池注电解液的铝膜密封边向电池内定量注入电解液，旋转上料机构再将注液后的电池送入真空密封机构内进行抽真空密封，密封的同时再进行电池的上料。本实用新型将电池的自动上料、电解液的注入、电池的内部抽真空、密封几道工序连接起来自动完成，避免了人工在生产时直接与电解液接触，提高注液精确度，安全性和工作效率，精简工艺工序，减少人工作业，降低不良率，节约成本，减少事故发生同时安全得到保证。
【专利说明】电池自动注液机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电池注液设备领域，尤其是涉及一种对锂离子电池自动注液的自动注液机。
【背景技术】
[0002]随着电子智能时代的到来，人们对电子产品的需求越来越大，而为电子产品提供工作动力的电池则成为重点，特别是锂离子电池发展，则成为热门话题。
[0003]电解液是锂离子电池的重要组成部分，注液是将定量的电解液注入到锂离子电池内部的重要工序，是锂离子电池生产过程中非常重要的环节。注液量过多容易引起电池起鼓，造成电池厚度不良；注液量过少会使电池容量降低；注液量不均匀则导致电池的性能稳定。
[0004]目前市场上没有自动完成该工序设备，现有的注液机是由人工每一个工位单独操作，对电解液注入量控制不精确，效率缓慢，产品质量不能有效控制，人工操作有安全隐患。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种电池自动注液机，集电解液储液装置、上料、注液及真空密封于一体，以实现电池注电解液过程的完全自动化。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案:一种电池自动注液机，其包括储液装置和多个注液工位，每个注液工位包括旋转上料机构、注液机构和真空密封机构:
[0007]所述旋转上料机构包括旋转驱动件、与所述旋转驱动件相连的载料件固定板以及固定在所述载料件固定板上的多个载料件，所述旋转驱动件驱动所述载料件向所述真空密封机构内送料；
[0008]所述注液机构通过液路与所述储液装置相通，且所述注液机构包括第一驱动机构、第二驱动机构、密封边拉开机构和密封边撑开机构，所述密封边拉开机构与所述第一驱动机构相连，所述密封边撑开机构与所述第二驱动机构相连，所述第一驱动机构驱动所述密封边拉开机构进行水平前后移动，拉开电池的密封边，所述第二驱动机构驱动所述密封边撑开机构进行上下竖直移动，所述密封边撑开机构撑开所述电池的密封边并向电池内注入电解液；
[0009]所述真空密封机构包括密封腔体、位于所述密封腔体内的加热组件及与所述加热组件相连的加热驱动件，所述加热驱动件设置在所述密封腔体外，且通过导向组件与所述加热组件相连，所述加热驱动件驱动所述加热组件夹紧位于所述密封腔体内的电池进行加热密封。
[0010]优选地，所述储液装置包括底板、储液槽和注液罐，所述储液槽固定在所述底板上，所述注液罐固定在所述储液槽内，且与所述注液机构相连通。
[0011]优选地，所述储液装置还包括与所述注液罐相通的多个计量泵，所述计量泵均固定在一固定板上，所述固定板下端通过支撑柱固定到所述底板上。
[0012]优选地，所述载料件固定板下端还设置有轴承座，所述旋转上料机构还包括限位块，所述限位块固定在限位块固定板上，所述限位块固定板一端固定在所述载料件固定板上，另一端固定在所述轴承座上。
[0013]优选地，所述注液机构的第一驱动机构包括第一驱动件、滑块和第二驱动件，所述滑块滑动连接在所述第一驱动件上，所述第二驱动件与所述第一驱动件平行设置，且两者之间通过竖直支架相连，所述竖直支架一端与所述滑块固定相连，另一端与所述第二驱动件固定相连，所述密封边拉开机构与所述第二驱动件连接。
[0014]优选地，所述密封边撑开机构包括注液管、手指气缸和固定在所述手指气缸下端的撑开件，所述手指气缸驱动所述撑开件撑开所述电池的密封边，所述注液管向所述电池内注液。
[0015]优选地，所述导向组件包括直线轴承和导向轴，所述直线轴承设置在所述密封腔体上，所述导向轴穿过所述直线轴承，且一端固定于所述加热驱动件上，另一端与所述加热组件相连。
[0016]优选地，所述加热组件包括加热块和与所述加热块相叠的隔热板，所述隔热板与所述导向轴固定相连。
[0017]优选地，所述密封腔体上与安装所述加热驱动件相对的一端还设置有载料腔驱动件。
[0018]优选地，所述电池自动注液机还包括机架，所述机架包括上机架和下机架，所述上机架的一侧面上设置有安全门，所述安全门包括安全门板、与所述安全门板相连的无杆气缸以及设置在所述安全门板边沿的密封门扣。
[0019]本实用新型的有益效果是:
[0020]1、本实用新型将电池的自动上料、电解液的注入、电池的内部抽真空、密封几道工序连接起来自动完成，避免了人工在生产时直接与电解液接触，提高注液精确度，安全性和工作效率。
[0021]2、本实用新型精简工艺工序，减少人工作业，降低不良率，节约成本，减少事故发生同时安全得到保证。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型电池自动注液机的立体结构示意图；
[0023]图2是图1的俯视结构示意图；
[0024]图3是本实用新型储液装置的立体结构示意图；
[0025]图4是本实用新型电池注液机的旋转上料机构的立体结构示意图；
[0026]图5是图4的侧视结构示意图；
[0027]图6是本实用新型注液机构的立体结构示意图；
[0028]图7是图6的侧视结构示意图；
[0029]图8是本实用新型电池注液机的真空密封机构的立体结构示意图；
[0030]图9是图8的俯视结构示意图；
[0031]图10是本实用新型安全门的立体结构示意图。
[0032]附图标记:
[0033]100、储液装置:
[0034]101、底板，102、储液槽，103、注液罐，104、支柱，105、计量泵，106、固定板，107、支撑柱，108、液位管，109、液位传感器，110、卡箍；
[0035]200、旋转上料机构:
[0036]201、底座，202、旋转驱动件，203、载料件，204、限位块，205、加强筋，206、液压缓冲器，207、缓冲器固定板，208、载料件固定板，209、联轴器，210、载料腔，211、卡固板，212、第一压缩弹簧，213、第二压缩弹簧，214、轴承座，215、限位块固定板，216、浮动接头；
[0037]300、注液机构:
[0038]301、固定支架，302、第一驱动机构，303、第二驱动机构，304、密封边拉开机构，305、密封边撑开机构，306、竖直基座，307、第一驱动件固定板，308、第二驱动机构固定座，309、第一驱动件，310、滑块，311、第二驱动件，312、竖直支架，313、真空进气口，314、吸盘，315、注液管，316、手指气缸，317、撑开件；
[0039]400、真空密封机构:
[0040]401、密封腔体，402、加热组件，403、加热驱动件，404、O型密封圈，405、加热块，406、隔热板，407、导向组件，408、电池夹板，409、电池的夹紧空间，410、直线轴承，411、导向轴，412、载料腔驱动件，413、光纤传感器，414、网孔板，415、真空压力表，416、航空插头，417、把手；
[0041]501、上机架，502、下机架，503、安全门，504、安全门板，505、无杆气缸，506、密封门扣。
【具体实施方式】
[0042]下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0043]本实用新型所揭示的一种电池自动注液机，用于对电池进行自动注入电解液。结合图1和图2所示，本实用新型的电池自动注液机包括储液装置100和多个注液工位，每个注液工位包括旋转上料机构200、注液机构300和真空密封机构400，人工或自动将电池放入旋转上料机构200内，注液机构300拉开电池注电解液的铝膜密封边向电池内定量注入电解液，旋转上料机构200再将注液后的电池送入真空密封机构400内进行抽真空密封，密封的同时再进行电池的上料。
[0044]本实用新型实施例中并行设置了三个注液工位，三个注液工位可进行同时生产或选择独立生产。
[0045]储液装置100用于储存电解液并给注液机构提供电解液。具体地，如图3所示，储液装置100包括底板101、储液槽102和注液罐103，底板101底端的四个角上各设置一支柱104，储液槽102固定在底板101上，用于储存电解液。注液罐103固定在储液槽102内，且与注液机构300相连，用于将电解液通过注液管输送给注液机构300。
[0046]为了实现储液装置100定量提供电解液给注液机构300，本实用新型优选在储液装置100上设置有与注液罐103相通的多个计量泵105，即注液罐103内的电解液通过注液管经过与注液管对应连接的计量泵105时，通过计量泵105输送定量的电解液给注液机构300。本实用新型实施例设置3个计量泵105，计量泵105的设置数量可根据实际情况进行增减。3个计量泵105均固定在一固定板106上，固定板106下端通过支撑柱107固定到底板101上。
[0047]注液罐103上还设置有液位管108，液位管108竖直设置，且其上下端均通过管路与注液罐103内相通。
[0048]优选地，液位管108在靠近其下端的位置处还设置有液位传感器109，用于监测注液罐103内的液位，在注液罐103内的液位偏低时，可及时从储液槽102补充电解液给注液罐103，或者在注液罐103内的液位偏高时，可及时排放电解液到储液槽102内。
[0049]注液罐103上端具有注液口，注液口通过卡箍110进行开启、封闭。
[0050]旋转上料机构200用于在对电池注电解液的工序中实现电池的自动上料。结合图4和图5所示，本实用新型旋转上料机构200包括底座201、旋转驱动件202、多个载料件203和限位块204，底座201用于对整个投料机构进行支撑，底座201上固定设置有加强筋205，用于加强底座201的支撑强度。旋转驱动件202固定安装在底座201上，用于驱动载料件203进行上升、下降和旋转，旋转驱动件202可为旋转气缸。
[0051]旋转驱动件202上设置有液压缓冲器206，用于对气缸进行缓冲减速，对气缸起保护作用。液压缓冲器2067通过缓冲器固定板207固定。
[0052]载料件203用于装载待注液的电池，可根据实际情况设置多个载料件203，本实用新型实施例并排设置了两个载料件203。载料件203均固定在位于其下端的载料件固定板208上，载料件固定板208下端通过联轴器209与旋转驱动件202连接，这样便实现一个旋转驱动件202可同时驱动多个载料件203进行动作，如旋转。即旋转驱动件202驱动联轴器209带动载料件203进行旋转。
[0053]载料件203内形成有装载电池的载料腔210，载料腔210内固定有将电池卡固在载料腔210内的卡固板211，卡固板211与载料件210内壁之间形成有电池的容纳空间，即电池置于该容纳空间内。卡固板211的顶部伸出载料腔210，且伸出部分相对容纳空间的侧面上固定有第一压缩弹簧212，第一压缩弹簧212抵在电池的表面上，使得电池压紧在载料腔210内。本实用新型实施例中的载料件203采用U槽工件。
[0054]载料件203的底端与载料件固定板208之间设置有第二压缩弹簧213，用于提供缓冲阻尼。
[0055]载料件固定板208下端还固定有轴承座214。
[0056]限位块204固定在限位块固定板215上，限位块固定板215 —端固定在载料件固定板208上，另一端固定在轴承座214上。
[0057]旋转上料机构200还包括浮动接头216。
[0058]注液机构300用于对电池自动注入电解液。结合图6和图7所示，注液机构300包括固定支架301、第一驱动机构302、第二驱动机构303、密封边拉开机构304和密封边撑开机构305，固定支架301包括竖直基座306、基座上的第一驱动件固定板307、第二驱动机构固定座308，第二驱动机构固定座308通过竖直支架306与第一驱动件固定板307相连。
[0059]第一驱动机构302与密封边拉开机构304相连，用于驱动密封边拉开机构304进行水平前后移动，即前移到电池处，后移退位返回。第一驱动机构302包括第一驱动件309、滑块310和第二驱动件311，第一驱动件309固定在第一驱动件固定板307上，滑块310滑动连接在第一驱动件309上，第二驱动件311与第一驱动件309平行设置，且两者之间通过竖直支架312相连，竖直支架312 —端与滑块310固定相连，另一端与第二驱动件311固定相连，密封边拉开机构304与第二驱动件311连接。第一驱动件309和第二驱动件311配合驱动密封边拉开机构304进行水平移动。
[0060]密封边拉开机构304用于将电池的铝膜密封边拉开，本实用新型实施例中设置相对的两个密封边拉开机构304，从电池的两边将密封边撑开。密封边拉开机构304包括真空进气口 313和与真空进气口 313相通的吸盘314，从真空进气口 313通入真空驱动吸盘314吸住并拉开电池的密封边。
[0061]第二驱动机构303固定在固定支架301的第二驱动机构固定座308上，且与密封边撑开机构305相连，用于驱动密封边撑开机构305进行上下竖直移动。第一驱动件309、第二驱动件311和第二驱动机构303均可采用滑台气缸。
[0062]密封边撑开机构305用于撑开电池的铝膜密封边并向电池内注液。密封边撑开机构305包括注液管315、手指气缸316和固定在手指气缸316下端的撑开件317，注液管315与储液装置100相通，通过注液管315向电池内注入电解液。本实用新型实施例在手指气缸316下端设置两个竖直的撑开件317，手指气缸316驱动撑开件317撑开电池的密封边，注液管315向电池内注液。
[0063]真空密封机构400用于对注液后的电池进行真空密封。结合图8和图9所示，本实用新型真空密封机构400包括密封腔体401、加热组件402和加热驱动件403，人工或自动将电池送入到密封腔体401内，对密封腔体401进行抽真空，对电池进行真空密封，同时加热驱动件403驱动加热组件402对电池注液边进行加热密封，当真空达到设定值后，密封腔体401自动打开，真空密封过程结束。
[0064]密封腔体401用于装载注液后的电池，并对电池进行抽真空密封。密封腔体401上设置有抽真空口(图未示)，通过真空泵(图未示)对密封腔体401进行抽真空密封。密封腔体401上端为开口状，可通过盖体(图未示)对密封腔体401上端封闭。为了增加密封腔体401上端的密封性，本实用新型在密封腔体401的上端边沿设置有O型密封圈404。
[0065]加热组件402用于对真空状态下的电池进行加热密封，加热组件402位于密封腔体401内，加热组件402包括加热块405和隔热板406，加热块405对电池进行加热密封，隔热板406与加热块405相叠，对加热块405的热量进行隔热，避免加热块405热量过高对电池造成损坏。加热块405可为加热铜块。
[0066]加热驱动件403位于密封腔体401外，且通过导向组件407与加热组件402相连，用于驱动加热组件402移动。密封腔体401内壁上还固定设置有与加热块405相对的电池夹板，电池夹板408与加热块405之间形成电池的夹紧空间409，即电池位于该夹紧空间内时，加热驱动件403驱动加热块405夹紧电池进行加热密封。
[0067]导向组件407包括直线轴承410和导向轴411，直线轴承410设置在密封腔体401上，导向轴411穿过直线轴承410，且一端固定于加热驱动件403上，另一端与隔热板406相连。
[0068]密封腔体401上与安装加热驱动件403相对的一端还设置有载料腔驱动件412。加热驱动件403和载料腔驱动件412均可采用气缸。
[0069]优选地，载料腔驱动件412上设置有光纤传感器413，检测电池旋转过去是否在载料腔里面，检测到好执行下一工序。
[0070]另外，密封腔体401的底面上设置有网孔板414，用于对真空中的杂质进行过滤。密封腔体401内还设置有真空压力表415，用于显示密封腔体401内的压力值。当真空达到设定值后，密封腔体401自动打开。密封腔体401上还设置有航空插头416和把手417，航空插头主要是能够密封腔体401里面的空气，且能够将密封腔体401里面的加热块405内的加热棒(图未示)和热电偶(图未示)能够接出。把手是方便打开密封腔体401上面的上盖。
[0071]结合图1和图2所示，本实用新型还包括机架，机架包括上机架501和下机架502，上机架501的一侧面上设置有安全门503。如图10所示，安全门503包括安全门板504、与安全门板504相连的无杆气缸505以及设置在安全门板504边沿的密封门扣506，无杆气缸505驱动安全门板504进行自动关闭。
[0072]本实用新型的工作过程为:人工或自动将电池投入到旋转上料机构200中，启动按钮，安全门503自动关闭，注液机构300自动将电解液准确的注入到电池里面，然后注液机构300退回，旋转上料机构200下降、旋转、上升，同时真空密封机构400开始密封动作，完成后安全门503打开，人工取出电池，完成本实用新型注液机的注液工序。
[0073]本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种电池自动注液机，其特征在于，其包括储液装置和多个注液工位，每个注液工位包括旋转上料机构、注液机构和真空密封机构: 所述旋转上料机构包括旋转驱动件、与所述旋转驱动件相连的载料件固定板以及固定在所述载料件固定板上的多个载料件，所述旋转驱动件驱动所述载料件向所述真空密封机构内送料； 所述注液机构通过液路与所述储液装置相通，且所述注液机构包括第一驱动机构、第二驱动机构、密封边拉开机构和密封边撑开机构，所述密封边拉开机构与所述第一驱动机构相连，所述密封边撑开机构与所述第二驱动机构相连，所述第一驱动机构驱动所述密封边拉开机构进行水平前后移动，拉开电池的密封边，所述第二驱动机构驱动所述密封边撑开机构进行上下竖直移动，所述密封边撑开机构撑开所述电池的密封边并向电池内注入电解液； 所述真空密封机构包括密封腔体、位于所述密封腔体内的加热组件及与所述加热组件相连的加热驱动件，所述加热驱动件设置在所述密封腔体外，且通过导向组件与所述加热组件相连，所述加热驱动件驱动所述加热组件夹紧位于所述密封腔体内的电池进行加热密封。
2.根据权利要求1所述的电池自动注液机，其特征在于，所述储液装置包括底板、储液槽和注液罐，所述储液槽固定在所述底板上，所述注液罐固定在所述储液槽内，且与所述注液机构相连通。
3.根据权利要求2所述的电池自动注液机，其特征在于，所述储液装置还包括与所述注液罐相通的多个计量泵，所述计量泵均固定在一固定板上，所述固定板下端通过支撑柱固定到所述底板上。
4.根据权利要求1所述的电池自动注液机，其特征在于，所述载料件固定板下端还设置有轴承座，所述旋转上料机构还包括限位块，所述限位块固定在限位块固定板上，所述限位块固定板一端固定在所述载料件固定板上，另一端固定在所述轴承座上。
5.根据权利要求1所述的电池自动注液机，其特征在于，所述注液机构的第一驱动机构包括第一驱动件、滑块和第二驱动件，所述滑块滑动连接在所述第一驱动件上，所述第二驱动件与所述第一驱动件平行设置，且两者之间通过竖直支架相连，所述竖直支架一端与所述滑块固定相连，另一端与所述第二驱动件固定相连，所述密封边拉开机构与所述第二驱动件连接。
6.根据权利要求1所述的电池自动注液机，其特征在于，所述密封边撑开机构包括注液管、手指气缸和固定在所述手指气缸下端的撑开件，所述手指气缸驱动所述撑开件撑开所述电池的密封边，所述注液管向所述电池内注液。
7.根据权利要求1所述的电池自动注液机，其特征在于，所述导向组件包括直线轴承和导向轴，所述直线轴承设置在所述密封腔体上，所述导向轴穿过所述直线轴承，且一端固定于所述加热驱动件上，另一端与所述加热组件相连。
8.根据权利要求7所述的电池自动注液机，其特征在于，所述加热组件包括加热块和与所述加热块相叠的隔热板，所述隔热板与所述导向轴固定相连。
9.根据权利要求1所述的电池自动注液机，其特征在于，所述密封腔体上与安装所述加热驱动件相对的一端还设置有载料腔驱动件。
10.根据权利要求1所述的电池自动注液机，其特征在于，所述电池自动注液机还包括机架，所述机架包括上机架和下机架，所述上机架的一侧面上设置有安全门，所述安全门包括安全门板、与所述安全门板相连的无杆气缸以及设置在所述安全门板边沿的密封门扣。
【文档编号】H01M2/36GK204189864SQ201420673346
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】司亮亮, 王强 申请人:苏州三屹晨光工业设备有限公司