熔体灌注系统的制作方法

本实用新型涉及的是一种储能电池领域的技术，具体是一种熔体灌注系统。

背景技术：

目前钠离子电池在熔体灌注时难以保证灌注精度，造成产品质量不稳定。另外目前的灌注技术，先在熔体储存桶内将熔体加热至设定的熔融温度，再通入惰性气体将熔融的熔体注入至电池内。因熔体温度与作业环境温度温差较大，经由管道向电池注入熔体的过程中存在温度的散失，导致注入电池内的熔体温度不稳定，影响产品的品质；且熔体易与空气接触，与水蒸汽反应，造成产品质量不合格。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出了一种熔体灌注系统，能够提高灌注精度，并在熔体灌注过程中保持熔体的状态，避免与空气接触氧化，提高产品质量。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型包括：储料罐、供料罐、灌注机构和定位治具，其中，储料罐、供料罐和灌注机构依次连接，定位治具上固定有待加料电池，灌注机构与电池加料口对位设置；

所述灌注机构包括：压灌器、测量器、真空室和熔体喷嘴，其中，测量器顶部设有压灌器、底部连接有真空室，真空室底部固定有熔体喷嘴，熔体喷嘴设置于电池上加料口上方、与电池上加料口同轴设置；

所述真空室顶部设有上阀门、底部设有下阀门，所述真空室连接有真空泵和惰性气体气罐；

所述定位治具设有真空密封罩，所述真空密封罩与真空泵相连。

所述测量器采用双层结构，包括内层定量测量室和套设在内层上的外层容液室，内层定量测量室的高度低于外层容液室，外层容液室在顶部设有一对电极；所述压灌器的压灌方向为内层定量测量室高度方向。

所述压灌器采用活塞推杆或气泵；优选地，采用活塞推杆，活塞推杆的尺寸与内层定量测量室匹配，具有一定的密封作用，防止灌注过程中气体泄漏，破坏熔体质量，活塞推杆结构简单、操作可控。

所述供料罐连接有真空泵和惰性气体气罐。

本实用新型自储料罐至熔体喷嘴以及输送管路均采用20～50mm厚铝板包覆，再用加热电隅进行加热、用温度传感器检测实时温度。

技术效果

与现有技术相比，本实用新型通过设置测量器精确控制熔体灌注精度，确保灌注精度误差≤1％；在熔体灌注过程中采用加热及保温措施保持熔体的状态，提高产品质量。

附图说明

图1为实施例1系统结构示意图；

图2为实施例1中测量器结构示意图；

图中：第一真空泵1、第一惰性气体气罐2、供料罐3、储料罐4、测量器5、真空室6、熔体喷嘴7、电池8、定位治具9、真空密封罩10、第二真空泵11、下阀门12、第三真空泵13、上阀门14、第二惰性气体气罐15、活塞推杆16、电极17、内层定量测量室51、外层容液室52。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：储料罐4、供料罐3、灌注机构和定位治具9，其中，储料罐4、供料罐3和灌注机构依次连接，定位治具9上固定有待加料电池8，灌注机构与电池8上加料口对位设置；

所述灌注机构包括：活塞推杆16、测量器5、真空室6和熔体喷嘴7，其中，测量器5顶部设有活塞推杆16、底部连接有真空室6，真空室6底部固定有熔体喷嘴7，熔体喷嘴7设置于电池8上加料口上方、与电池8上加料口同轴设置；

所述真空室6顶部设有上阀门14、底部设有下阀门12，所述真空室6连接有第三真空泵13和第二惰性气体气罐15。

所述定位治具9设有真空密封罩10，所述真空密封罩10与第二真空泵11相连。

所述供料罐3连接有第一真空泵1和第一惰性气体气罐2。

如图2所示，所述测量器5采用双层结构，包括内层定量测量室51和套设在内层上的外层容液室52，内层定量测量室51的高度低于外层容液室52，外层容液室52在顶部设有一对电极17；所述活塞推杆16与内层定量测量室51尺寸匹配、压灌方向为内层定量测量室高度方向；储料罐3供给的熔体先填充外层容液室52，至液面高度高于内层定量测量室51顶部后流入内层定量测量室51，至熔体充满内层定量测量室51再进一步填充外层容液室52，在外层容液室52中熔体液面上升接触电极17后，形成电路通路，根据电路信号的变化，第一惰性气体气罐2停止加压通入惰性气体。

本实施例在工作时：

1)上阀门14和下阀门12关闭，测量器5抽低真空，低真空范围为80kPa～0kPa；之后打开第一惰性气体气罐2向供料罐3加压，熔体被灌注到测量器5中；至熔体接触设置在测量器5顶部的电极17形成电路通路，关闭第一惰性气体气罐2，停止灌注熔体；向下挤压活塞推杆16，多余熔体受压回流至供料罐3中，确保灌注精度误差≤1％；

2)保持上阀门14和下阀门12状态不变，真空室6与真空密封罩10同步抽真空到预定值；优选地，所述预定值为35mbar；

3)先打开上阀门14使熔体进入真空室6，再打开第二惰性气体气罐15向真空室充注惰性气体，最后打开下阀门12，熔体在惰性气体压力下通过熔体喷嘴7灌注到电池中，灌注完成后关闭上阀门14、下阀门12和第二惰性气体气罐15。

所述惰性气体为氮气或氩气。

向钠离子电池灌注负极液态金属钠熔体，需要液态金属钠熔体的温度保持在200±2℃范围内，考虑到电池来料温度为305±5℃，与灌注温度200±2℃温差较大，故先后设置储料罐4和供料罐3进行过渡处理，并且自储料罐至熔体喷嘴，各机构及输送管路均采用20～50mm厚铝板包覆，再用加热电隅进行加热、用温度传感器检测实时温度，从而保证温度满足熔体灌注要求。

本实施例中熔体喷嘴7与电池8之间采用了非接触式设计，可避免因为直接接触对电池造成的损伤和隐患，同时也提高了电池抽真空的效率。

本实施例中各机构及其连接部件均使用耐腐蚀材质同时采用耐高温密封件和耐高温密封胶密封处置，确保整个灌注系统具有良好的密封性，以保证抽真空效率以及惰性气体保护的可靠性。

需要强调的是：以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，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简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。