一种锂离子电池超声波注液装置及方法与流程

本发明涉及铝合金技术领域，具体为一种锂离子电池超声波注液装置及方法。

背景技术：

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，在充放电过程中，li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，充电时li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态，放电时则相反，锂系电池分为锂电池和锂离子电池，手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池，电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表，而真正的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品。

在锂离子电池的制造过程中，在注液工序通常会出现电解液浸润速度慢，浸润难，锂离子电池材料吸收液体不饱和等难题，在现有锂离子电池制造行业中，通常采用真空或高压的方式等来抽出材料空隙中的空气，然后注液的注液方式，但是因为锂离子电池的正负极和隔膜与电解液兼容性不容易匹配，表面接触角过大，导致电解液浸润速度仍然很慢，生产效率低下。

对此中国专利cn105428721b提出的一种软包锂离子电池注液加速吸收方法及软包锂离子电池，该方法在干燥惰性气体保护下，在40-50℃的手套箱内，将电解液分三次注入锂离子电池软包中，每次注液后对软包锂离子电池封口，然而该方法需要进行三次注液工作，操作麻烦，且需要将封口后的软包锂离子电池在70-80℃下静置4-5h，耗时长，生产效率低，故而提出一种锂离子电池超声波注液装置及方法。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种锂离子电池超声波注液装置及方法，具备浸润速度快，生产效率高的优点，解决了锂离子电池的正负极和隔膜与电解液兼容性不容易匹配，表面接触角过大，导致电解液浸润速度仍然很慢，生产效率低下的问题。

(二)技术方案

为实现上述浸润速度快，生产效率高的目的，本发明提供如下技术方案：一种锂离子电池超声波注液装置，包括注液箱外壳，所述注液箱外壳的顶部连通有真空氮气管道，所述注液箱外壳的内部设置有转换箱，所述转换箱的顶部固定连接有均匀分布的连接杆，所述连接杆的顶端均与注液箱外壳固定连接，所述转换箱的底部连通有均匀分布的电池注液管，所述注液箱外壳的底部设置有电池注液底盘，所述电池注液底盘的内部设置有固定盘，所述固定盘的顶部固定连接有均匀分布的限位杆，所述限位杆的顶端均贯穿并延伸至电池注液底盘的顶部，所述固定盘的顶部开设有均匀分布的卡槽，所述卡槽的内部设置有电池本体，所述电池本体的两侧均设置有夹板，两个所述夹板相背的一侧均固定连接有限位弹簧，所述限位弹簧相背的一侧均与卡槽固定连接，所述电池注液底盘的顶部且位于电池本体的右侧固定连接有铰接座，所述注液箱外壳的底部开设有密封槽，所述密封槽的内底壁固定连接有密封圈，所述铰接座的内部与注液箱外壳铰接，所述注液箱外壳的顶部设置有均匀分布的三个固定螺钉，三个所述固定螺钉的底端均依次贯穿注液箱外壳和电池注液底盘，三个所述固定螺钉的底端均延伸至电池注液底盘的内部，所述电池注液底盘的顶部开设有均匀分布的三个螺纹孔，三个所述螺纹孔的内壁均与固定螺钉螺纹连接，所述注液箱外壳的左侧固定连接有把手，所述电池注液底盘的右侧连通有回流管，所述注液箱外壳的背面固定安装有加液机，所述加液机的底部与回流管相连通，所述加液机的正面连通有进液管，所述进液管正面的一端贯穿并延伸至注液箱外壳的内部，所述进液管正面的一端与转换箱相连通，所述电池注液底盘的内部且位于固定盘的底部固定安装有超声波发生装置。

优选的，所述加液机包括支撑板、储液箱和增压泵，支撑板的正面和注液箱外壳固定连接，支撑板的顶部和储液箱固定连接，储液箱的底部与回流管相连通，储液箱的正面和进液管相连通，储液箱的内部固定安装有增压泵。

优选的，所述电池注液管的数量和电池本体的数量相同，且电池注液管的中心和电池本体的中心位于同一竖直线上。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种锂离子电池超声波注液方法，包括以下步骤：

1)拧下三个固定螺钉，推动把手，将注液箱外壳绕着铰接座打开，将电池本体放入电池注液底盘内的卡槽内，夹板在限位弹簧的作用力下自动夹紧电池本体；

2)将注液箱外壳合上，拧紧三个固定螺钉，在密封圈的作用力下，注液箱外壳与电池注液底盘密封；

3)开启加液机，通过进液管、转换箱和电池注液管，对电池本体进行注液工作；

4)真空氮气管道对注液箱外壳内部进行抽真空工作，使注液箱外壳内部真空值达到-0.095mpa；

5)开启超声波发生装置，使超声波发生装置工作频率为80-100khz，工作时间5s；

6)电解液吸附完成，真空氮气管道对注液箱外壳内补充氮气，注液箱外壳恢复常压，注液完成。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种锂离子电池超声波注液装置及方法，具备以下有益效果：

1、该锂离子电池超声波注液装置及方法，通过设置真空氮气管道，可将注液箱外壳内部抽到所需的真空压力值，通过设置超声波发生装置可对注液箱外壳内部内部发射超声波，在真空环境条件和超声波的干涉下，可破坏电解液与锂离子电池正负极、隔膜等材料的表面接触角，减小表面张力，加快浸润速度，且该方法注液耗时短，操作方便，可靠性高，实用性强，方便了使用者使用。

2、该锂离子电池超声波注液装置及方法，通过设置回流管，可将洒漏出的电解质液回流入加液机，提高了电解质的利用率，减少浪费，且通过设置密封圈，使注液箱外壳和电池注液底盘在方便打开与合上的前提下，保证了两者之间的密封性，方便了使用者使用。

附图说明

图1为本发明提出的一种锂离子电池超声波注液装置及方法正视图；

图2为本发明提出的一种锂离子电池超声波注液装置及方法侧视图；

图3为本发明提出的一种锂离子电池超声波注液装置及方法转换箱俯视图；

图4为本发明提出的一种锂离子电池超声波注液装置及方法图1中a部的局部放大图。

图中：1注液箱外壳、2真空氮气管道、3转换箱、4连接杆、5电池注液管、6电池注液底盘、7固定盘、8限位杆、9卡槽、10电池本体、11夹板、12限位弹簧、13铰接座、14密封槽、15密封圈、16固定螺钉、17螺纹孔、18把手、19回流管、20加液机、21进液管、22超声波发生装置。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，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。

请参阅图1-4，一种锂离子电池超声波注液装置，包括注液箱外壳1，注液箱外壳1的顶部连通有真空氮气管道2，通过设置真空氮气管道2，可将注液箱外壳1内部抽到所需的真空压力值，通过设置超声波发生装置22可对注液箱外壳1内部内部发射超声波，在真空环境条件和超声波的干涉下，可破坏电解液与锂离子电池正负极、隔膜等材料的表面接触角，减小表面张力，加快浸润速度，且该方法注液耗时短，操作方便，可靠性高，实用性强，方便了使用者使用，注液箱外壳1的内部设置有转换箱3，转换箱3的顶部固定连接有均匀分布的连接杆4，连接杆4的顶端均与注液箱外壳1固定连接，转换箱3的底部连通有均匀分布的电池注液管5，电池注液管5的数量和电池本体10的数量相同，且电池注液管5的中心和电池本体10的中心位于同一竖直线上，注液箱外壳1的底部设置有电池注液底盘6，电池注液底盘6的内部设置有固定盘7，固定盘7的顶部固定连接有均匀分布的限位杆8，限位杆8的顶端均贯穿并延伸至电池注液底盘6的顶部，固定盘7的顶部开设有均匀分布的卡槽9，卡槽9的内部设置有电池本体10，电池本体10的两侧均设置有夹板11，两个夹板11相背的一侧均固定连接有限位弹簧12，限位弹簧12相背的一侧均与卡槽9固定连接，电池注液底盘6的顶部且位于电池本体10的右侧固定连接有铰接座13，注液箱外壳1的底部开设有密封槽14，密封槽14的内底壁固定连接有密封圈15，铰接座13的内部与注液箱外壳1铰接，注液箱外壳1的顶部设置有均匀分布的三个固定螺钉16，三个固定螺钉16的底端均依次贯穿注液箱外壳1和电池注液底盘6，三个固定螺钉16的底端均延伸至电池注液底盘6的内部，电池注液底盘6的顶部开设有均匀分布的三个螺纹孔17，三个螺纹孔17的内壁均与固定螺钉16螺纹连接，注液箱外壳1的左侧固定连接有把手18，电池注液底盘6的右侧连通有回流管19，通过设置回流管19，可将洒漏出的电解质液回流入加液机20，提高了电解质的利用率，减少浪费，且通过设置密封圈15，使注液箱外壳1和电池注液底盘6在方便打开与合上的前提下，保证了两者之间的密封性，方便了使用者使用，注液箱外壳1的背面固定安装有加液机20，加液机20包括支撑板、储液箱和增压泵，支撑板的正面和注液箱外壳1固定连接，支撑板的顶部和储液箱固定连接，储液箱的底部与回流管19相连通，储液箱的正面和进液管21相连通，储液箱的内部固定安装有增压泵，加液机20的底部与回流管19相连通，加液机20的正面连通有进液管21，进液管21正面的一端贯穿并延伸至注液箱外壳1的内部，进液管21正面的一端与转换箱3相连通，电池注液底盘6的内部且位于固定盘7的底部固定安装有超声波发生装置22。

一种锂离子电池超声波注液方法，包括以下步骤：

1)拧下三个固定螺钉16，推动把手18，将注液箱外壳1绕着铰接座13打开，将电池本体10放入电池注液底盘6内的卡槽9内，夹板11在限位弹簧12的作用力下自动夹紧电池本体10；

2)将注液箱外壳1合上，拧紧三个固定螺钉16，在密封圈15的作用力下，注液箱外壳1与电池注液底盘6密封；

3)开启加液机20，通过进液管21、转换箱3和电池注液管5，对电池本体10进行注液工作；

4)真空氮气管道2对注液箱外壳1内部进行抽真空工作，使注液箱外壳1内部真空值达到-0.095mpa；

5)开启超声波发生装置22，使超声波发生装置22工作频率为80-100khz，工作时间5s；

6)电解液吸附完成，真空氮气管道2对注液箱外壳1内补充氮气，注液箱外壳1恢复常压，注液完成。

综上所述，该锂离子电池超声波注液装置及方法，通过设置真空氮气管道2，可将注液箱外壳1内部抽到所需的真空压力值，通过设置超声波发生装置22可对注液箱外壳1内部内部发射超声波，在真空环境条件和超声波的干涉下，可破坏电解液与锂离子电池正负极、隔膜等材料的表面接触角，减小表面张力，加快浸润速度，且该方法注液耗时短，操作方便，可靠性高，实用性强，通过设置回流管19，可将洒漏出的电解质液回流入加液机20，提高了电解质的利用率，减少浪费，且通过设置密封圈15，使注液箱外壳1和电池注液底盘6在方便打开与合上的前提下，保证了两者之间的密封性，方便了人们使用，解决了锂离子电池的正负极和隔膜与电解液兼容性不容易匹配，表面接触角过大，导致电解液浸润速度仍然很慢，生产效率低下的问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。