一种注液阀和直线式注液机的制作方法

本实用新型涉及锂电池生产设备技术领域，具体涉及一种注液阀和直线式注液机。

背景技术：

电解液是锂电池的四大关键材料之一，号称锂电池的“血液”。电解液作为锂电池放电介质，为正负极的正常工作提供离子导通。因此在锂电池的加工过程中，注液环节的精确控制就尤为关键。

参见图1和图2所示，传统的注液设备上常用的是转盘式注液装置，其工作原理为：第一气缸03向上以带动注液嘴02升高，再由第二气缸01带动注液嘴02沿水平方向向前移动至注液杯06上的注液孔07处，第一气缸03向下移动将注液嘴02由注液孔07插进注液杯06内部开始注液；待注液完成后，第二气缸01沿水平方向向后移动以带动注液嘴02向后移动，第一气缸03向下移动以带动注液嘴02收回至初始位置；第三气缸04带动密封嘴05向下移动将注液孔07密封，让电解液处在密封的环境中，第四气缸09向上移动让电池08与注液针010接触，第五气缸012向上移动使中心压杆011与注液针010脱离，电解液从注液针010流进电池08内，完成注液。

其不足之处在于：

1、该注液装置受电池外形的影响因素较大，对于较小的电池以及圆柱型电池等不同型号的电池因受到空间和形状的影响对电池的生产效率有很大差别，因此不利于不同型号之间的电池通用生产；

2、该装置需要夹具与注液杯之间定位，同时还需保证注液针与夹具之间的定位，对装配的精度要求较高；

3、该装置是注液针插进注液杯注完电解液后再撤回，然后再下压密封，期间电解液有较长时间与空气接触，对电池生产质量有一定的影响。

因此，现有技术有待提高和改进。

技术实现要素：

本申请旨在提供一种注液阀和直线式注液机，将电解液和空气有效隔离，提高了电池生产质量。

根据本申请的第一方面，本申请提供了一种注液阀，包括阀体，所述阀体呈中空结构，其用于储存电解液和将储存的电解液注入至电池内部；所述阀体的侧面设置有用于向其内部注入电解液的注液孔，所述阀体的底部设置有用于与电池接触并将储存在阀体内部的电解液注入至电池内部的排液孔。

所述的注液阀，其中，还包括：设置在所述阀体内的阀杆组件，所述阀杆组件包括阀杆；所述阀杆沿阀体第一轴向方向移动以封堵排液孔，沿阀体第二轴向方向移动以打开排液孔。

所述的注液阀，其中，所述阀杆组件还包括：设置在阀杆顶端的阀杆头，设置阀杆底端封头，设置在阀杆底端的封头，镶在阀杆预设位置上的支撑部，以及设置在所述阀杆头与支撑部之间、且套设在阀杆上的第一弹性件；所述支撑部用于将阀杆支撑在阀体内，以使所述阀杆沿阀体的第一轴向方向和/或第二轴向方向移动；所述阀体的内壁上还设置有用于限制所述支撑部沿所述第一轴向方向移动距离的限位台阶；所述第一弹性件的一端固定在支撑部上，另一端固定在阀杆头上；所述阀杆在外力的作用下沿所述第一轴向方向移动，所述限位台阶限制所述支撑部处于第一初始位置，在外力的作用下所述阀杆继续沿所述第一轴向方向移动以带动所述封头封堵排液孔，并对所述第一弹性件做功以储存弹性势能。

所述的注液阀，其中，所述阀体的底部还设置有呈漏斗状的注液杯，所述排液孔设置在注液杯的底部；所述排液孔的端部螺接有注液嘴。

所述的注液阀，其中，所述阀体的侧面还设置有：第二弹性件，可滑动的设置在阀体侧面的滑动体和用于固定第二弹性件的固定部；所述第二弹性件的一端固定在固定部，所述第二弹性件的另一端与滑动体接触使滑动体处于第二初始位置；第二初始位置的滑动体遮挡注液孔，所述滑动体在外力的作用下滑动以露出注液孔、并对第二弹性件做功以储存弹性势能。

所述的注液阀，其中，所述滑动体为套接在阀体上的滑套，滑套安装有密封圈以对注液孔进行密封。

根据本申请的第二方面，本申请还提供了一种直线式注液机，包括至少一个所述的注液阀，还包括机架，所述机架上设置有用于装夹电池的装夹组件，所述注液阀位于所述装夹组件的上方，所述装夹组件的下方设置有用于驱动装夹组件上升和下降的提升组件；所述提升组件驱动装夹组件上升，在所述电池与注液阀接触后，所述注液阀将储存的电解液注入电池内部。

所述的直线式注液机，其中，所述机架上还设置有用于固定所述注液阀的安装板，所述安装板的下方设置有用于固定所述装夹组件的底板，所述安装板和底板之间设置有多个导杆，每个导杆上均设置有直线轴承；所述底板固定在所述直线轴承上，所述安装板固定在所述导杆上；所述提升组件设置在所述底板的下方。

所述的直线式注液机，其中，所述提升组件包括设置在所述底板下方的传动部，以及设置在所述机架外侧用于驱动所述传动部转动以驱动底板上升或下降的驱动部；所述驱动部包括锁紧套，设置在所述锁紧套一端用于驱动锁紧套往复移动以将锁紧套伸入传动部内的第一驱动机构，以及垂直于所述锁紧套的轴线方向设置、用于驱动传动部旋转的第二驱动机构。

所述的直线式注液机，其中，还包括控制器，所述控制器用于控制提升组件驱动装夹组件上升以带动电池与注液阀接触，控制所述注液阀将储存的电解液注入至电池内部；在将电解液注入至电池内部后，控制提升组件驱动装夹组件下降。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的注液阀和直线式注液机中，注液阀包括阀体，所述阀体呈中空结构，其用于储存电解液和将储存的电解液注入至电池内部；所述阀体的侧面设置有用于向其内部注入电解液的注液孔，所述阀体的底部设置有用于与电池接触并将储存在阀体内部的电解液注入至电池内部的排液孔。使用本注液阀在往电池内部注入电解液时，能够有效的将电解液与空气隔离，避免电解液长时间接触空气，对电解液造成损害，从而提高了成品电池的良品率。

附图说明

图1为现有技术中转盘式注液装置的正视图；

图2为现有技术中转盘式注液装置的左视图；

图3为本实用新型提供的注液阀的主视图；

图4为本实用新型提供的注液阀的K-K向剖视图；

图5为本实用新型提供的直线式注液机的正视图；

图6为本实用新型提供的直线式注液机的右视图；

图7为本实用新型提供的直线式注液机中提升组件的正视图；

图8为本实用新型提供的直线式注液机中提升组件的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一、

参见图3和图4所示，本实施例提供了一种注液阀，具体用于锂离子电池的注液设备。本注液阀包括阀体20，阀体20呈中空结构，其用于储存电解液和将储存的电解液注入至电池内部。本实施例中，阀体20基本成圆柱状，在阀体 20的侧面设置有用于向阀体20内部注入电解液的注液孔21，在阀体20的底部设置有用于与锂离子电池壳体上的注液口接触形成密闭空间，并将储存在阀体 20内部的电解液注入至锂离子电池内部的排液孔22。

本实施例中，在对锂离子电池进行注液作业前，由于锂电芯和电解液均不宜接触氧气，需对锂离子电池抽真空。外部电解液通过设置在阀体20侧面的注液孔21注入至阀体20内部，阀体20将该电解液储存，在排液孔22与锂离子电池壳体上的注液口接触形成密闭空间后，储存在本注液阀阀体20内部的电解液由于真空负压的作用流入至锂离子电池内部。

本实施例所提供的注液阀中，在阀体20内设置有用于封堵注液孔21的阀杆组件，本阀杆组件包括阀杆23，设置在阀杆23顶端的阀杆头231，设置在阀杆23底端的封头232，镶在阀杆23预设位置上的支撑部233，以及设置在阀杆头231与支撑部233之间套接在阀杆23侧壁上的第一弹性件234。优选的，第一弹性件234为弹簧。本实施例中，阀杆23可沿阀体20第一轴向方向移动以封堵排液孔22，以将注入至阀体20内的电解液储存；可沿阀体20第二轴向方向移动以打开排液孔22，以将储存的电解液排出。在阀体20的内壁上还设置有用于在阀杆23沿阀体20第一轴向方向移动时限制支撑部233移动距离的限位台阶26。

具体的，设置在阀杆23上的支撑部233将阀杆23支撑在阀体20内，以使阀杆23可沿阀体20的第一轴向方向或第二轴向方向移动。第一弹性件234的一端固定在支撑部233上，另一端固定在阀杆头231上。当外力施压于阀杆头 231时，阀杆头231在外力的作用下带动阀杆23沿阀体20的第一轴向方向移动，本实施例中，阀杆头231在外力的作用下带动阀杆23向下移动；限位台阶26 限制支撑部233移动的距离，使支撑部233处于第一初始位置；在支撑部233 处于第一初始位置后，阀杆头231在外力的作用下继续带动阀杆23沿第一轴向方向移动以使封头232与排液孔22接触，从而封堵住排液孔22。该过程中，第一弹性件234始终处于压缩状态储存弹性势能，当施压在阀杆头231上的外力撤出后，第一弹性件234释放所储存的弹性势能，从而带动阀杆23沿阀体20 的第二轴向方向移动，本实施例中，带动阀杆23向上移动；封头232脱离排液孔22，储存在阀体20内部的电解液排出。优选的，在阀体20的底部还设置有呈漏斗状的注液杯24，排液孔22设置在注液杯24的底部，排液孔22的端部螺接有注液嘴241，注液嘴241与锂电池壳体上的注液口接触，从而将电解液注入至电池内部。本实施方式中，在阀体20的顶部还设置有螺接在阀体20上的顶套27，顶套27上设置有适于阀杆头231大小的孔，外力经过该孔施压与阀杆头 231上。同时，螺接在阀体20上的顶套27易于拆卸，从而便于对本注液阀的清洗。

本实施例中，支撑部233设置在阀杆23的预设位置上，该预设位置是指当阀杆23沿第一轴向方向移动时，在支撑部233与限位台阶26接触后，设置在阀杆23底端的封头未接触排液孔22(即未封堵排液孔22)。

本实施例所提供的注液阀中，在阀体20的侧面还设置有：第二弹性件253，可滑动的设置在阀体20侧面的滑动体252和用于固定第二弹性件253的固定部 251。第二弹性件253的一端固定在固定部251，第二弹性件253的另一端与滑动体252接触使滑动体252处于第二初始位置；第二初始位置的滑动体252遮挡注液孔21，滑动体252在外力的作用下露出注液孔21并对第二弹性件253做功以储存弹性势能。优选的，本实施例中的第二弹性件253为弹簧，固定部251 为设置在阀体20上的轴卡，滑动体252为套接在阀体20上的滑套，滑套安装有密封圈以当在阀体20内注入电解液后，对注液孔21进行密封。

本实施例所提供的注液阀，其工作原理为：在排液孔22与锂离子电池壳体上的注液口接触后，首先外力施压于阀杆头231，使阀杆23向下移动，设置在阀杆23底端的封头232封堵住排液孔22；其次外力施压于阀体20侧面的滑动件252，使滑动件252同样向下移动以露出注液孔21，外部电解液通过设置在阀体20侧面的注液孔21注入至阀体20内；待电解液注入完成后，撤除施压在滑动件252上的外力，滑动件在第二弹性件253的作用下向上移动以遮挡住注液孔21，将注入至阀体20内部的电解液与空气隔离，避免电解液因长时间与空气接触发生氧化，影响电解液的质量；再撤除施压在阀杆头231上的外力，阀杆23在第一弹性件的作用下向上移动，以使封头232脱离排液孔22，排液孔 22与锂离子电池壳体内部相通，所储存在阀体20内的电解液流入至电池内部。

实施例二、

参见图5和图6所示，本实施例还提供了一种直线式注液机，包括上述实施例中的至少一个注液阀，还包括机架100，在机架100上设置有用于装夹锂离子电池的装夹组件10，注液阀位于所述装夹组件10的上方，在装夹组件10的下方设置有用于驱动装夹组件10上升或下降的提升组件30。提升组件30驱动装夹组件10带动安装在装夹组件10上的锂离子电池上升，在锂离子电池壳体上的注液口与注液阀接触后，注液阀将储存在阀体20内部的电解液注入电池内部。

本实施例所提供的直线式注液机中，机架100上还设置有用于固定至少一个注液阀的安装板101，在安装板101的下方设置有用于固定装夹组件10的底板102，安装板101和底板102之间设置有多个导杆103，每个导杆103上均设置有直线轴承104。底板102固定在直线轴承104上，安装板101固定在导杆 103上。本实施例中，安装板101上设置有适于注液阀穿过的通孔，该通孔设置在安装板101的一侧上，在该侧的侧面上设置有丝孔，在注液阀的阀体20侧面上设置有键槽28，该键槽20安装在丝孔处，顶丝旋进丝孔并卡在键槽28上，以将阀体20固定在安装板101上的一侧。同时，在安装板101的下方设置有套设在阀体20上的第三弹性件254(如图3和图4所示)，第三弹性件254的一端与安装板101的下方接触，另一端与注液杯24接触，在提升组件30驱动装夹组件10上的锂离子电池上升并与注液阀接触后，第三弹性件254对注液阀起到缓冲的作用。优选的，本实施例中的第三弹性件254为弹簧，在底板102的上表面上设置有用于固定锂离子电池的夹具垫板104，本夹具垫板104可适用于不同型号的锂离子电池的安装，将装夹组件10定位在夹具垫板104上，无需装配人员太长时间的装配调整即可保证较高的精度，并且单个注液阀之间可实现互换，拆卸更加方便。

参见图6所示，本实施例所提供的直线式注液机中，提升组件30包括设置在底板102下方并与底板102的下方接触的传动部31，以及设置在机架100外侧用于驱动传动部31转动以驱动底板102上升或下降的驱动部32。驱动部32 包括锁紧套33，设置在锁紧套33一端用于驱动锁紧套33往复移动以将锁紧套 33伸入传动部31的孔内的第一驱动机构34，以及垂直于锁紧套33轴线方向设置、用于驱动传动部31旋转的第二驱动机构35。

结合图7和图8所示，本实施例中，传动部31上还设置有适于锁紧套33 大小的孔，第二驱动机构35驱动第一驱动机构34和锁紧套33共同移动，以将锁紧套33移动至传动部31所设置的孔内。第一驱动机构34包括驱动气缸341，可活动的设置在驱动气缸341活塞端的连扳342，连扳342靠近活塞端的并与活塞端保持一定距离的位置处，通过销轴固定在第一推板343上，连扳342的另一端通过销轴与第二推板344的一端相连，第二推板343的另一端通与锁紧套 33活动连接。驱动气缸341的活塞杆伸出和缩回时，通过连扳342和推板343 的作用带动锁紧套33做旋转运动，从而带动传动部31旋转，进而带动设置在传动部31上方的底板102上升或下降，以驱动装夹组件10上升与注液阀接触，下降与注液阀分离。该提升组件30的设置可实现锂离子电池与注液阀上的注液嘴241接触形成密闭空间，缩短电解液与空气的接触时间，进而提高电池生产的质量。

本实施例所提供的直线式注液机中，还包括控制器，本控制器的控制过程为：控制第二驱动机构35伸出驱动第一驱动机构34和锁紧套33共同移动，以将锁紧套33伸入至传动部31内部，随后再控制第一驱动机构34伸出驱动锁紧套33转动，进而带动传动部31转动，以带动装夹组件10上升，使得设置在装夹组件10上的锂离子电池与注液阀接触并形成密闭空间。在注液阀与锂离子电池之间形成密闭空间后，注液阀将其储存的电解注入至电池内部。关于注液阀的工作原理，已在上述实施例一中详细描述，在此不再赘述。当注完电解液后，控制第一驱动机构34缩回驱动锁紧套33转动，进而带动传动部31转动，以带动装夹组件10下降，使得锂离子电池上的注液口脱离注液阀，随后再控制第二驱动机构35缩回，以将第一驱动机构34和锁紧套33回归至原始位置，完成注液。本实施例中，也可先控制往注液阀中注入电解液，在注完电解液后，再控制装夹组件10与注液阀形成密闭空间。

综上所述，本实施例所提供的直线式注液机，在与原有成本相近的情况下，提高了注液的效率，减少了电解液暴露在空气中的时间，还可实现不同型号电池之间的通用，降低了安装精度，维护更加方便。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。