一种大通径电解液注液控制阀的制作方法

1.本发明涉及注液控制阀领域，尤其涉及一种大通径电解液注液控制阀。


背景技术：

2.众所周知，影响动力锂电池性能的核心要素主要有材料、配方和加工工艺，而制作工艺的好坏主要由相应设备的性能优劣所决定。设备不止决定电池的生产成本和效率，更重要的是设备的精度和稳定性对电池性能一致性起到了决定性作用。目前锂电池自动注液机采用的是负压自吸式自动注液的方式，即将电池盒内部吸成负压，用管路将电池盒与电解液连接，使电池盒内部与电解液所在空间之间形成压差，利用该压差使电解液处动吸入到电池盒内部，完成自动注液。
3.注液采用自动化(plc)控制，可以定位电池盒与注液模块，精确控制注液量，自动控制工作台的升降，注液阀门的开关，负压真空度的高低、注液量的多少等，因此，一款工作稳定可靠、密封良好、开关快捷的注液阀是注液的关键。
4.传统锂电池自动注液机的注液阀，采用的是“杯中杆”的结构形式，即在注液杯中空套有一活动杆，活动杆顶部设有密封塞结构，尾部设有活动式的密封结构，通过气缸来控制活动杆的移动，注液时，注液杯先与电芯注液口外圈进行密封，然后由气缸带动活动杆向上运动，电芯内腔与注液杯内腔形式一个密闭的空腔，此时对电芯及注液杯内腔进行抽真空，当抽真空达到预设值时，气缸带动活动杆向下运动直至顶部密封塞封住注液口，其后开始向注液杯内注液，当达到所需注液量时，气缸再次带动活动杆向上运动脱开注液口，此时注液杯内的电解液在电芯内腔负压的作用下将杯内的电解液吸入电芯内，实现一次注液过程。
5.此种注液阀结构复杂，结构体积大，对密封结构及密封件要求高，由于密封材料整体浸泡于电解液中，长期接触电解液，对材料的耐蚀性要求高，传统材料常出现发软、发粘、寿命低等问题，导致注液可靠性低，影响生产效率。
6.随着注液工艺的不断改进和发展，传统锂电池自动注液机的注液形式也不断发展，如将注液杯与注液阀分离，注液阀安装在注液杯底部，注液杯连同注液阀与注液机上工作台固定在一起，当上工作台下降，注液阀底部的注液嘴与电芯注液口连接密封时，注液杯、注液阀、电芯内部形成一个密闭的空间，系统通过注液杯顶部进行抽真空与注液，通过注液阀的开、闭来实现对电芯内部的抽真空与注液。
7.目前锂电池自动注液机所使用的注液阀主要有以下两种结构：
8.一种是夹管阀，阀体的通道是一段直通的橡胶管，橡胶管中部外侧上、下部各有一块夹块，通过气动的形式使上夹块与下夹块同步向橡胶管中部移动，从而实现将橡胶管夹住，通道截止的目的；同理当气动消失，上、下夹块向橡胶管外侧移动，夹块复位，橡胶管中部夹扁的胶管依靠胶管本身材料的强度同步复位。
9.此种开、关形式的结构存在以下主要问题：1、当电芯在注液之前，首先需对电芯内部进行抽真空，抽真空时夹管阀通道需要打开，打开时上、下夹块处于橡胶管的最外侧，抽
真空时橡胶管内壁受到向管中心的力，即内凹的力，橡胶管内部通道并无支撑，全靠橡胶管本身的刚度来承受内部真空所产生的内凹的力。当胶管材质、加工工艺发生变形，如加工过程材质的硬度，加工成型造成的壁厚不均的偏差，以及随道使用次数的增加，上、下夹块夹紧处和橡胶管材质经过往复形变，材质发生疲劳变软，同时在电解液长期的浸泡下，加剧了此种现象的发生，种种现象都有可能使胶管的刚度已无法承受抽真空时产生的内凹力，使橡胶管在抽真空时自行关闭。2、橡胶管通体与电解液接触，对橡胶材料的耐受性，以及耐电解液腐蚀提出了更高的要求，橡胶管做为通道载体，普遍寿命低，使用成本高。3、橡胶管通径小，但随着锂电池产品的不断研发发展，电容和寿命都在不断的提高，因此电解液的配方也在不断的改变，粘度越来越大，张力越来越大，流动性也变差。因通径小容易造成电解液堆积、结晶，导致通道堵塞，无法满足所有工况的需求。
10.另一种是锥阀产品，这是一款直动式的气动隔膜阀，这款注液阀主要存在两个问题：1、同样存在主通道通径小的问题，对于粘度大，张力大的电解液工况无法满足要求；2、结构复杂，加工精度要求高，加工成本高。


技术实现要素：

11.本发明所要解决的技术问题是：提供一种大通径电解液注液控制阀，能够改善电解液粘度越来越大，流动差，易堵塞的问题，满足所有注液工况的需求且确保在大通径下对用于气液隔离的隔膜的气密性要求。
12.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
13.一种大通径电解液注液控制阀，包括两端具有开口的阀体和一端具有开口的气动控制腔体；所述阀体的中部上设有阀口，所述气动控制腔体的开口端与所述阀口对接形成t字形结构；所述阀体的开口的口径范围为6mm-25mm，所述阀体内的中部设有导流面和设于所述导流面上的出液孔，所述出液孔的轴向与阀体的轴向相垂直，所述阀口对应出液孔位置设置且所述阀口与所述出液孔同轴设置，所述出液孔的通径范围为6mm-20mm；
14.所述气动控制腔体内设有同轴设置且可沿轴向滑动的阀芯，所述阀芯的中部与气动控制腔体内侧壁抵接，所述阀芯朝向阀口的一端部上设有柔性的隔膜本体，所述隔膜本体包括位于中心的密封体、连接于所述密封体外沿的形变部和连接于形变部外沿的凸缘，所述阀体的阀口处与气动控制腔体的开口端面之间形成容纳所述凸缘的缩口空间；所述气动控制腔体与其一端开口相对的另一端内侧面上设有凹槽，所述凹槽内侧壁嵌设有滑动轴承，所述阀芯远离阀口的一端伸入所述凹槽内且与滑动轴承相配合。
15.本发明的有益效果在于：
16.本发明提供一种大通径电解液注液控制阀，采用大口径的阀体，由传统的5mm增大至6mm-25mm，以及出液孔的大通径，由传统的5mm增大至6mm-20mm，以满足粘度大的电解液张力大对电解液流动的影响；并且在阀体内的中部设有导流面和设于所述导流面上的出液孔，所述出液孔的轴向与阀体的轴向相垂直，导流面设计成导流斜面结构，以方便电解液的流出；出液孔与外部的气动控制腔体内阀芯相配合，通过阀芯来控制出液孔的通与闭，阀口靠近出液孔，尽可能的缩短液体流动的距离，以及改变其流动的方向，以防造成电解液积液、结晶，产生的堵塞现象，同时利于电解液定量注液的精确控制；再则大通径会使整个控制阀内部的液压增大，对隔膜本体的气密性提出更高的要求，而通过优化隔膜本体的具体
结构，包括位于中心的密封体、连接于所述密封体外沿的形变部和连接于形变部外沿的凸缘，以及由阀体的阀口处与气动控制腔体的开口端面之间形成容纳所述凸缘的缩口空间，使得阀芯动作过程中会带动隔膜做往复移动时，隔膜本体的密封体移动，形变部发生相应形变，而凸缘始终被限制在该缩口空间内，即隔膜边沿与气动控制腔体内侧壁不会发生摩擦，进而确保了其密封性要求，使得气液分离效果得以保证。再通过所述气动控制腔体与其一端开口相对的另一端内侧面上设计凹槽，并所述凹槽内侧壁嵌设有滑动轴承，所述阀芯一端伸入所述凹槽内且与滑动轴承相配合，阀芯在气动控制腔体内沿轴向移动的过程中，所述阀芯一端保持与滑动轴承相配合，以此来限制阀芯一端部发生偏移，从而也可以进一步减少阀芯与气动控制腔体之间的摩擦力，降低损耗，以提高了阀芯运动的同心度以及密封性。
附图说明
17.图1为本发明的一种大通径电解液注液控制阀的结构分解图；
18.图2为本发明的一种大通径电解液注液控制阀的剖视图；
19.图3为本发明的一种大通径电解液注液控制阀的侧视图；
20.图4为本发明的一种大通径电解液注液控制阀的仰视图；
21.图5为本发明的一种大通径电解液注液控制阀的部分结构分解图；
22.图6为图2中b处的放大图；
23.图7为本发明的一种大通径电解液注液控制阀的隔膜本体的结构示意图；
24.图8为本发明的一种大通径电解液注液控制阀的隔膜本体的剖视图；
25.图9为图8中a处的放大图；
26.图10为本发明的一种大通径电解液注液控制阀的气控阀打开且进行抽真空的工作状态图；
27.图11为本发明的一种大通径电解液注液控制阀的真空达到设定值且气控阀关闭的工作状态图；
28.图12为本发明的一种大通径电解液注液控制阀的气控阀关闭且进行预注液的工作状态图；
29.图13为本发明的一种大通径电解液注液控制阀的气控阀打开且进行注液的工作状态图；
30.标号说明：
31.1、阀体；11、阀口；111、环形凹槽；12、导流面；13、出液孔；
32.2、气动控制腔体；
33.21、阀芯；211、隔膜本体；212、密封体；2121、封闭腔体；2122、金属压片；2123、第一通孔；2124、第二通孔；2125、第三通孔；2126、第二环形凹槽；2127、密封环；2128、突出部；
34.213、形变部；214、凸缘；215、环形突出部；216、第二皮碗；217、弹簧；
35.22、凹槽；221、滑动轴承；222、挡板；223、缩径边沿；
36.23、端盖；
37.24、阀芯前导向块；241、泄压口；242、内环形凹槽；243、第一皮碗；244、外环形凹槽；245、o型圈；246、环形边沿；247、气控口；
38.25、隔膜固定螺钉；26、磁环；27、垫圈；28、磁性开关；29、条形通槽；3、缩口空间。
具体实施方式
39.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
40.请参照图1至图13，本发明提供的一种大通径电解液注液控制阀，包括两端具有开口的阀体和一端具有开口的气动控制腔体；所述阀体的中部上设有阀口，所述气动控制腔体的开口端与所述阀口对接形成t字形结构；所述阀体的开口的口径范围为6mm-25mm，所述阀体内的中部设有导流面和设于所述导流面上的出液孔，所述出液孔的轴向与阀体的轴向相垂直，所述阀口对应出液孔位置设置且所述阀口与所述出液孔同轴设置，所述出液孔的通径范围为6mm-20mm；
41.所述气动控制腔体内设有同轴设置且可沿轴向滑动的阀芯，所述阀芯的中部与气动控制腔体内侧壁抵接，所述阀芯朝向阀口的一端部上设有柔性的隔膜本体，所述隔膜本体包括位于中心的密封体、连接于所述密封体外沿的形变部和连接于形变部外沿的凸缘，所述阀体的阀口处与气动控制腔体的开口端面之间形成容纳所述凸缘的缩口空间；所述气动控制腔体与其一端开口相对的另一端内侧面上设有凹槽，所述凹槽内侧壁嵌设有滑动轴承，所述阀芯远离阀口的一端伸入所述凹槽内且与滑动轴承相配合。
42.从上述描述可知，本发明的有益效果在于：
43.本发明提供一种大通径电解液注液控制阀，采用大口径的阀体，由传统的5mm增大至6mm-25mm，以及出液孔的大通径，由传统的5mm增大至6mm-20mm，以满足粘度大的电解液张力大对电解液流动的影响；并且在阀体内的中部设有导流面和设于所述导流面上的出液孔，所述出液孔的轴向与阀体的轴向相垂直，导流面设计成导流斜面结构，以方便电解液的流出；出液孔与外部的气动控制腔体内阀芯相配合，通过阀芯来控制出液孔的通与闭，阀口靠近出液孔，尽可能的缩短液体流动的距离，以及改变其流动的方向，以防造成电解液积液、结晶，产生的堵塞现象，同时利于电解液定量注液的精确控制；再则大通径会使整个控制阀内部的液压增大，对隔膜本体的气密性提出更高的要求，而通过优化隔膜本体的具体结构，包括位于中心的密封体、连接于所述密封体外沿的形变部和连接于形变部外沿的凸缘，以及由阀体的阀口处与气动控制腔体的开口端面之间形成容纳所述凸缘的缩口空间，使得阀芯动作过程中会带动隔膜做往复移动时，隔膜本体的密封体移动，形变部发生相应形变，而凸缘始终被限制在该缩口空间内，即隔膜边沿与气动控制腔体内侧壁不会发生摩擦，进而确保了其密封性要求，使得气液分离效果得以保证。再通过所述气动控制腔体与其一端开口相对的另一端内侧面上设计凹槽，并所述凹槽内侧壁嵌设有滑动轴承，所述阀芯一端伸入所述凹槽内且与滑动轴承相配合，阀芯在气动控制腔体内沿轴向移动的过程中，所述阀芯一端保持与滑动轴承相配合，以此来限制阀芯一端部发生偏移，从而也可以进一步减少阀芯与气动控制腔体之间的摩擦力，降低损耗，以提高了阀芯运动的同心度以及密封性。
44.进一步的，所述阀芯上套设有阀芯前导向块且所述阀芯前导向块位于隔膜本体与阀芯的中部之间，所述气动控制腔体的侧壁上设有气控口且所述气控口位于阀芯前导向块与阀芯的中部之间，所述阀芯前导向块上设有泄压口，所述泄压口使得隔膜本体和阀芯前
导向块之间的空间与气动控制腔体外部连通。
45.由上述描述可知，通过在位于隔膜本体与阀芯的中部之间的阀芯前导向块上设有泄压口且所述泄压口使得隔膜本体和阀芯前导向块之间的空间与气动控制腔体外部连通，避免阀芯多次反复运动后隔膜本体和阀芯前导向块之间产生的背压，进而确保阀芯的气密性。
46.进一步的，所述阀芯前导向块朝向阀口的一端面的边缘上具有朝向阀口方向延伸的环形边沿，所述阀体的阀口外围设有第一环形凹槽，所述环形边沿的端面与所述第一环形凹槽之间具有间距且共同形成所述缩口空间。
47.由上述描述可知，通过上述结构设计，实现在装配时，由阀芯前导向块的环形边沿的端面与位于阀体的阀口外围的第一环形凹槽之间具有间距且共同形成所述缩口空间。
48.进一步的，所述开口的口径为14mm，所述出液孔的通径为10mm，所述导流面与阀体的轴向所成夹角为38
°
。
49.由上述描述可知，经实验得出，开口口径为14mm，出液孔的通径为10mm，增大了单面积的流通量。所述导流面与阀体的轴向所成夹角为38
°
，利于导流，同时也利于流速的控制。
50.进一步的，所述阀芯前导向块与阀芯接触的内侧壁上设有至少两个内环形凹槽，每个所述内环形凹槽内嵌设有与阀芯抵接的第一皮碗；所述阀芯的中部与气动控制腔体内侧壁抵接处具有环形突出部，所述环形突出部上设有第二皮碗，所述第二皮碗的外侧壁与气动控制腔体内侧壁抵接。
51.由上述描述可知，通过上述结构设计，确保阀芯前导向块与阀芯之间的密封性以及确保阀芯的中部与气动控制腔体内侧壁之间的密封性。
52.进一步的，所述密封体的中心处一体成型一封闭腔体，所述封闭腔体内部嵌设有金属压片。
53.由上述描述可知，改变了原有的金属压片的装配方式，将位于隔膜本体中心处的密封体一体成型一封闭腔体，所述封闭腔体内部嵌设有金属压片，即为将金属压片完全包裹于封闭腔体内，无论隔膜朝哪一侧方向移动，金属压片与封闭腔体均始终保持紧密贴合在一起，不受阀芯移动影响了隔膜中部的结构强度，这样能够提高隔膜的密封性。
54.进一步的，还包括隔膜固定螺钉；所述密封体对应封闭腔体的两端面均设有通孔，分别为第一通孔和第二通孔；所述第一通孔的孔径小于第二通孔的孔径，所述金属压片的中心位置设有第三通孔，所述第三通孔的孔径小于第一通孔的孔径，所述第一通孔、第三通孔和第二通孔同轴设置，隔膜固定螺钉一端依次穿过第一通孔、第三通孔和第二通孔后与设于阀芯朝向阀口的一端部上的安装孔固定连接。
55.由上述描述可知，通过上述结构设计，实现将隔膜本体固定于阀芯上，从而隔膜本体能够跟随阀芯移动。
56.进一步的，所述密封体对应第一通孔所在端面上设有环绕所述第一通孔设置的第二环形凹槽，所述隔膜固定螺钉另一端设有环形凸缘且所述环形凸缘嵌入所述第二环形凹槽中。
57.由上述描述可知，通过上述结构设计，隔膜与隔膜固定螺钉压的紧端面有一个凹形的槽形结构，相应的固定螺钉压紧端面有一个凸缘结构，隔膜固定螺钉依次穿过隔膜中
心、隔膜压片、弹垫与阀芯的中孔连接，同时隔膜固定螺钉压紧端面的凸缘结构嵌入隔膜的凹形槽内，此结构在隔膜与隔膜固定螺钉之间的密封之外，还可以防止隔膜在开、闭过程中脱出隔膜固定螺钉压紧面，造成的不密封，大大提高了隔膜工作的可靠性和稳定性。
58.进一步的，所述隔膜与所述隔膜固定螺钉另一端之间的接触面上设有多条呈半圆形的密封环。
59.由上述描述可知，隔膜与隔膜固定螺钉之间的压紧面均设有多条的半圆形的密封环，以增加之间的密封性。
60.进一步的，所述凹槽的槽底设有挡板，所述凹槽的槽宽与滑动轴承的外径相适配，所述凹槽的槽口处设有缩径边沿，所述缩径边沿的宽度与滑动轴承的内径相适配。
61.由上述描述可知，凹槽的槽底设有挡板，对阀芯的端部起到缓冲保护作用。通过上述结构设计，滑动轴承被嵌设于凹槽的内侧壁上，且由于在凹槽的槽口处设置缩径边沿，使得滑动轴承不会脱离出来，并且所述缩径边沿的宽度大于滑动轴承的内径，即在阀芯安装时，利于将其端部深入至滑动轴承内。
62.进一步的，所述阀芯上套设有磁环，所述阀芯的中部具有环形突出部，所述阀芯上套设有垫圈，所述环形突出部一侧面和垫圈分别与磁环的两侧面接触以夹持所述磁环；
63.所述气动控制腔体的外侧壁上设有磁性开关且所述磁性开关对应注液控制阀的触发位置设置。
64.由上述描述可知，通过上述结构设计，垫圈在其弹性作用下抱紧阀芯，即通过环形突出部和垫圈共同夹持的方式将磁环固定在阀芯上，并随着阀芯移动，无需采用黏胶、螺丝等紧固方式，便于快速装配。
65.进一步的，所述气动控制腔体的外侧壁上设有沿其轴向延伸的条形通槽，所述条形通槽的宽度与磁性开关的宽度相适配；所述磁性开关上设有弹性件，所述弹性件与条形通槽的槽底抵接。
66.由上述描述可知，通过上述结构设计，磁性开关可以装配在条形通槽的任意位置，实现检测位可调。通过弹性件与条形通槽的槽底抵接，使得磁性开关能够安装在条形通槽内，按压磁性开关使得弹性件压缩时即可调节磁性开关在条形通槽内的位置，松开磁性开关使得弹性件弹性展开时即可使磁性开关紧固在条形通槽内。
67.进一步的，所述条形通槽的数量为两条，且两条所述条形通槽相互平行设置，两个所述磁性开关分别位于两条所述条形通槽内且分别对应注液控制阀的不同触发位置设置。
68.由上述描述可知，通过上述结构设计，可设置两个磁性开关，分别检测两个不同的触发位置。
69.进一步的，所述条形通槽在轴向的两端中一端为闭口，另一端为敞口，所述条形通槽靠近敞口一端的槽宽大于所述条形通槽靠近闭口一端的槽宽。
70.由上述描述可知，通过上述结构设计，便于磁性开关的装配。
71.进一步的，还包括套设于阀芯上的弹簧，所述弹簧一端与垫圈远离磁环的一侧面抵接，所述弹簧另一端与凹槽的槽口边沿抵接。
72.由上述描述可知，通过上述结构设计，使得阀芯朝凹槽一侧移动时，压缩弹簧，使其具有一定的回复力，利于复位。
73.请参照图1至图13，本发明的实施例一为：
74.本发明提供的一种大通径电解液注液控制阀，包括两端具有开口的阀体1和一端具有开口的气动控制腔体2；阀体1的两端开口为同轴设置且为竖直设置；阀体1两端采用法兰盘连接结构，方便与注液设备的连接。
75.所述阀体1的中部上设有阀口11，所述阀口11的形状为圆形，所述气动控制腔体2的开口端与所述阀口11对接形成t字形结构；所述阀口11位于圆形的内边缘处设有环形凹槽111，环形凹槽111用于与设于隔膜本体外边沿的环形的凸缘相适配，使得隔膜本体外边沿可以保持始终位于环形凹槽内部，即在阀芯移动过程中，隔膜本体除了其外边沿之外都可以运动，这一设计是为了确保阀体与气动控制腔体之间的气液分离。
76.所述阀体1的开口的口径为14mm，所述阀体内的中部设有导流面12和设于所述导流面上的出液孔13，所述出液孔13的通径为10mm；所述导流面12与阀体1的轴向所成夹角为38
°
，所述出液孔13的轴向与阀体1的轴向相垂直，所述阀口11对应出液孔13位置设置且所述阀口11与所述出液孔13同轴设置；该导流面为一导流壁朝向上端口的一侧面，在导流壁朝向阀口的一侧面与阀口边沿成光滑的弧线凹槽，以防造成电解液积液、结晶，产生的堵塞现象。导流壁朝向阀口的一侧面为与导流面相对的侧面，两者相互平行。
77.所述气动控制腔体2内部为圆柱形腔体；所述气动控制腔体2内设有同轴设置且可沿轴向滑动的阀芯21，所述阀芯21的中部与气动控制腔体2内侧壁抵接，所述阀芯21朝向阀口的一端部上设有柔性的隔膜本体211，所述隔膜本体211包括位于中心的密封体212、连接于所述密封体212外沿的形变部213和连接于形变部213外沿的凸缘214，所述阀体的阀口11处与气动控制腔体的开口端面之间形成容纳所述凸缘的缩口空间3；所述气动控制腔体1与其一端开口相对的另一端内侧面上设有凹槽22，在本实施例中，所述气动控制腔体与其一端开口相对的另一端设置端盖23，所述端盖23通过螺丝锁付于气动控制腔体2上，凹槽22设置在端盖的内侧面上，具体位于与阀芯的中心轴同轴的位置。所述凹槽22内侧壁嵌设有滑动轴承221，所述阀芯远离阀口的一端伸入所述凹槽22内且与滑动轴承221相配合。
78.在本实施例中，所述隔膜本体的凸缘朝向相互配合的阀体的阀口一端面(即与突出部相背的方向)的边沿处设有环形边沿，该环形边沿与阀口上的环形凹槽相适配。
79.装配时，隔膜一侧嵌装在阀体内，另一侧通过阀芯前导向块端面的压紧密封，隔膜中心通过隔膜固定螺钉与阀芯连接在一起，并实现密封，将阀体注液通道与气动控制部分完全分开，第一，可以减少其受其他结构的影响，电解液不会流向隔膜的背面造成电解液囤积结晶；第二，可以减少液介质即电解液与其他结构件的直接接触；第三，可以避免隔膜受电解液或dec溶剂影响产生的膨胀或收缩问题对注液阀开、闭功能的影响。
80.在结构上，通过隔膜将控制介质与气动控制结构隔开，除了阀体、隔膜、隔膜固定螺钉直接与电解液接触，需要使用耐腐蚀性较高材质外，其余可使用耐腐蚀性相对较弱且易于加工获得的材质。
81.在本实施例中，所述阀芯21上套设有阀芯前导向块24且所述阀芯前导向块24位于隔膜本体211与阀芯的中部之间，所述气动控制腔体的侧壁上设有气控口247且所述气控口247位于阀芯前导向块24与阀芯的中部之间，所述阀芯前导向块24上设有泄压口241，所述泄压口241使得隔膜本体211和阀芯前导向块24之间的空间与气动控制腔体2外部连通。通过在位于隔膜本体与阀芯的中部之间的阀芯前导向块上设有泄压口且所述泄压口使得隔膜本体和阀芯前导向块之间的空间与气动控制腔体外部连通，避免阀芯多次反复运动后隔
膜本体和阀芯前导向块之间产生的背压，进而确保阀芯的气密性。
82.所述气动控制腔体的一端具有开口且所述开口端面为阶梯面，所述阀芯前导向块的边缘处设有与所述阶梯面相适配的环形凸缘，所述环形凸缘朝向隔膜本体的一侧面与隔膜本体抵接，实现阀芯前导向块与气动控制腔体的配合，使得阀芯前导向块不随阀芯运动。所述泄压口靠近所述阀芯前导向块的边缘处设置，且所述阀芯前导向块对应泄压口的一侧壁与气动控制腔体的开口端面之间具有间隙。所述气动控制腔体内侧壁上设有排气口，泄压口通过上述间隙与排气口连通，进而将气体排出至气动控制腔体外部。
83.所述阀芯前导向块24与阀芯接触的内侧壁上设有两个内环形凹槽242，每个所述内环形凹槽242内嵌设有与阀芯抵接的第一皮碗243，第一皮碗243的规格为φ13mm，所述阀芯21的中部与气动控制腔体内侧壁抵接处具有环形突出部215，所述环形突出部215上设有第二皮碗216，第二皮碗216的规格为φ21mm，所述第二皮碗216的外侧壁与气动控制腔体2内侧壁抵接。所述阀芯前导向块24与气动控制腔体内侧壁抵接的外侧壁上设有一外环形凹槽244，所述外环线凹槽244内嵌设有o型圈245，o型圈的规格为φ17mm
×
φ2mm。
84.在本实施例中，所述阀芯前导向块24朝向阀口的一端面的边缘上具有朝向阀口方向延伸的环形边沿246，所述阀体的阀口外围设有第一环形凹槽，所述环形边沿的端面与所述第一环形凹槽之间具有间距且共同形成所述缩口空间。通过上述结构设计，实现在装配时，由阀芯前导向块的环形边沿的端面与位于阀体的阀口外围的第一环形凹槽之间具有间距且共同形成所述缩口空间。
85.所述密封体212的中心处一体成型一封闭腔体2121，所述封闭腔体内部嵌设有金属压片2122。即在隔膜中部镶嵌有一金属压片，即为不锈钢钢板，并橡胶材质硫化一体成型，此设计增强了隔膜的强度以及提高了隔膜打开的平稳性，大大提高阀体工作的可靠性与稳定性。
86.在本实施例中，所述隔膜本体对应形变部的厚度均小于所述隔膜本体对应密封体和凸缘位置的厚度。即隔膜外侧的凸缘结构与中心密封体结构之间是一个壁厚较薄的“u”型环形结构，此结构方便隔膜在开、闭行程内产生形变，不致使隔膜发生过大的拉伸变形，影响阀口开度以及隔膜的寿命，确保形变部的形变特性，进一步为凸缘始终被限制在该缩口空间内提供了保障。
87.在本实施例中，还包括隔膜固定螺钉25；所述密封体212对应封闭腔体的两端面均设有通孔，分别为第一通孔2123和第二通孔2124；所述第一通孔2123的孔径小于第二通孔2124的孔径，所述金属压片的中心位置设有第三通孔2125，所述第三通孔的孔径小于第一通孔的孔径，所述第一通孔、第三通孔和第二通孔同轴设置，隔膜固定螺钉25一端依次穿过第一通孔2123、第三通孔2125和第二通孔2124后与设于阀芯朝向阀口的一端部上的安装孔固定连接。通过上述结构设计，实现将隔膜本体固定于阀芯上，从而隔膜本体能够跟随阀芯移动。其中，第一通孔为喇叭孔，靠近第三通孔的一端为大口径，大口径大于第三通孔的孔径，另一端为小口径，与第三通孔的孔径相等，在注塑时便于上下注塑压块夹持金属压片，以达到定位的作用。
88.所述密封体212对应第一通孔所在端面上设有环绕所述第一通孔设置的第二环形凹槽2126，所述隔膜固定螺钉25另一端设有环形凸缘且所述环形凸缘嵌入所述第二环形凹槽2126中。通过上述结构设计，隔膜与隔膜固定螺钉压的紧端面有一个凹形的槽形结构，相
应的固定螺钉压紧端面有一个凸缘结构，隔膜固定螺钉依次穿过隔膜中心、隔膜压片、弹垫与阀芯的中孔连接，同时隔膜固定螺钉压紧端面的凸缘结构嵌入隔膜的凹形槽内，此结构在隔膜与隔膜固定螺钉之间的密封之外，还可以防止隔膜在开、闭过程中脱出隔膜固定螺钉压紧面，造成的不密封，大大提高了隔膜工作的可靠性和稳定性。
89.所述隔膜本体与所述隔膜固定螺钉另一端之间的接触面上设有多条呈半圆形的密封环2127，以增加之间的密封性。
90.所述封闭腔体一外侧面的边沿处设有多个呈环形分布且相互间隔设置的突出部2128。突出部2128的数量为八个，以正八边形的八个顶角位置设置。通过上述结构设计，以增加其结构强度，相邻突出部之间形成通道，便于根部气体的排出。
91.所述凹槽22的槽底设有挡板222，所述凹槽22的槽宽与滑动轴承221的外径相适配，所述凹槽22的槽口处设有缩径边沿223，所述缩径边沿223的宽度与滑动轴承221的内径相适配。凹槽的槽底设有挡板，所述挡板中心位置设有排气孔，在本实施例中，排气孔的规格为φ1.5mm-φ2mm，优选φ2mm。通过该排气孔与外界连通，利于排气，挡板的设置对阀芯的端部起到缓冲保护以及防尘的作用。通过上述结构设计，滑动轴承被嵌设于凹槽的内侧壁上，且由于在凹槽的槽口处设置缩径边沿，使得滑动轴承不会脱离出来，并且所述缩径边沿的宽度大于滑动轴承的内径，即在阀芯安装时，利于将其端部深入至滑动轴承内。
92.在本实施例中，所述凹槽22的槽宽与滑动轴承221的外径相等；所述缩径边沿223的宽度大于滑动轴承221的内径。
93.所述阀芯21上套设有磁环26，所述阀芯的中部具有环形突出部215，所述阀芯21上套设有垫圈27，所述环形突出部215一侧面和垫圈27分别与磁环26的两侧面接触以夹持所述磁环26；所述气动控制腔体的外侧壁上设有磁性开关28且所述磁性开关28对应注液控制阀的触发位置设置。通过上述结构设计，垫圈在其弹性作用下抱紧阀芯，即通过环形突出部和垫圈共同夹持的方式将磁环固定在阀芯上，并随着阀芯移动，无需采用黏胶、螺丝等紧固方式，便于快速装配。
94.所述气动控制腔体2的外侧壁上设有沿其轴向延伸的条形通槽29，所述条形通槽29的宽度与磁性开关28的宽度相适配；所述磁性开关28上设有弹性件，所述弹性件与条形通槽的槽底抵接。通过上述结构设计，磁性开关可以装配在条形通槽的任意位置，实现检测位可调。通过弹性件与条形通槽的槽底抵接，使得磁性开关能够安装在条形通槽内，按压磁性开关使得弹性件压缩时即可调节磁性开关在条形通槽内的位置，松开磁性开关使得弹性件弹性展开时即可使磁性开关紧固在条形通槽内。磁性开关上集成有指示灯，当检测到磁环时，指示灯亮起，便于观察。
95.当然还可以采用在所述磁性开关上设有紧定螺钉，所述紧定螺钉的行程范围与条形通槽的槽深相适配。当磁性开关调节磁性开关在条形通槽内的指定位置时，旋转紧定螺钉，即可使磁性开关固定在条形通槽内。上述两种方式可以叠加使用。
96.所述条形通槽29的数量为两条，且两条所述条形通槽29相互平行设置，两个所述磁性开关28分别位于两条所述条形通槽29内且分别对应注液控制阀的不同触发位置设置。通过上述结构设计，可设置两个磁性开关，分别检测两个不同的触发位置。所述条形通槽在轴向的两端中一端为闭口，另一端为敞口，所述条形通槽靠近敞口一端的槽宽大于所述条形通槽靠近闭口一端的槽宽。通过上述结构设计，便于磁性开关的装配。
97.在本实施例中，还包括套设于阀芯上的弹簧217，所述弹簧217一端与垫圈27远离磁环的一侧面抵接，所述弹簧217另一端与凹槽22的槽口边沿抵接。通过上述结构设计，使得阀芯朝凹槽一侧移动时，压缩弹簧，使其具有一定的回复力，利于复位。
98.如图10至图13所示，本发明的一种大通径电解液注液控制阀的工作原理：
99.1、抽真空控制：气控阀打开、进行抽真空，如图10所示。
100.当气控口接入压缩空气，阀芯打开(向右移动)，拉动隔膜打开。此时气体经过出液口及内部通道，并最终经过进液口进行抽真空。
101.2、抽真空控制：真空达到设定值，气控阀关闭，如图11所示。
102.当阀体抽真空达到设定值时，气控口排出压缩空气，阀芯关闭(向左移动)，阀芯推动隔膜向左移动，并顶住阀口。此时阀口关闭，真空无法继续抽吸，阀口以下保持真空状态。
103.3、注液控制：气控阀关闭，进行预注液，如图12所示。
104.4、注液控制：气控阀打开，进行注液，如图13所示。
105.当气控口接入压缩空气，阀芯打开(向右移动)，拉动隔膜打开。此时液体在正压力及阀口下方负压的双重作用下，液体迅速经过下方通道从出液口流出。
106.本发明的一种大通径电解液注液控制阀的有益效果：
107.1、为满足注液阀的响应速度，提高注液效率，在注液阀的控制形式上，经过对电动控制与气动控制两种形式的分析对比，气动控制在制造成本和响应速度上均优于电动控制，因此在注液阀的控制形式上首选气动控制；
108.2、为满足注液阀在正压力与真空下均可使用的要求，阀门结构在正压力与真空控制情况下所受到的力的方向是相反的，因此对阀门的控制结构上应采取刚性强制的方式；这是与其他传统阀门所不同的，传统单一情况下使用的阀门当控制部分打开时阀门结构依靠介质压力打开；
109.3、增加阀体通径，解决电解液粘度大，张力大，造成流动性差，易结晶堵塞的问题；
110.4、阀体注液通道采用直进直出的形式，注液通道与气动控制结构相互独立分开，尽量减少注液通道受其他结构的影响，最大限度的减小液体流动方向的改变，造成电解液囤积结晶，通道堵塞；
111.5、与电解液接触的阀体可选用耐电解液腐蚀且相对经济的工程塑料pp材质，减少与电解液接触的零部件数量，这样与电解液非接触的零部件可选用耐化学腐蚀性相对低的材料，最大限度的减少使用价格高的耐电解液腐蚀材料，降低注液阀制造成本；
112.6、在气控腔体的外表面设有磁性开关的安装滑槽，方便磁性开关的安装与位置调节，在气控腔体内部阀芯轴上设计有能与磁性开关感应的磁环，通过磁性开关感应阀芯轴上的磁环，进而判断阀芯是否移动，即阀芯是否打开。
113.7、阀体两端采用法兰盘连接结构，方便与注液设备的连接。
114.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。