注液装置的制作方法

本实用新型涉及软包电池加工设备的技术领域，特别是涉及一种注液装置。

背景技术：

锂离子电池作为一种新兴的能源存储载体和新能源领域的生力军，在变革人类生活方式的过程中扮演着越来越重要的角色。

对于锂电生产企业来说，高效率和低成本是其不断投入研发资源的主要目的之一。目前国内锂电池的生产工艺尚不完善，在许多工序中，尤其是直接影响电池各项性能的关键工序值得我们去研究改善，而注液正是其中的关键工序之一。

现有软包装电池的注液设备一般包括四个工位，注液时，在第一工位上抽真空、注液、泄真空，然后再将电池转移到第二、第三两个工位抽泄两次真空，再转移到第四工位抽真空并封口。采用这种多次抽泄真空的设备来达到电池真空注液的目的，会使得注液后电解液浸润电芯的时间较长，生产周期变长；而且每个工位上同时对多个电池进行包括装载卸载、吸袋口、插注液针、抽真空、注液、反复抽真空、封装等动作，致使设备体积庞大并占用太多的生产空间、工序复杂、增加成本、生产效率低。其中，该注液工艺用了多个昂贵的注液泵同时对多个电池进行注液，造成注液泵使用效率低，也致使成本增加。这种大型的设备适合成熟产品的大批量生产而，而对研发和小批量制作工艺太过复杂，成本高昂，使很多企业、科研机构和学校望而却步。

此外，现有技术中的注液装置容易引起电解液雾化、飞溅等，造成注液精度不高，产品质量不稳定，而且飞溅到软包装电池的包装袋上的电解液还会腐蚀包装袋，影响电池的外观。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种注液装置，以解决现有技术中注液设备体型庞大、精度较低和成本较高的问题。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

本实用新型提供一种注液装置，包括真空箱和注液机构，该注液机构安装在该真空箱上，该真空箱内为负压状态，该注液机构包括注液头、驱动装置和中转机构，该驱动装置与该注液头相连，该驱动装置用于驱动该注液头升降，该中转机构包括呼气阀、注液阀、出液阀和储液罐，该呼气阀和该注液阀均与该储液罐连通，该储液罐通过该出液阀与该注液头连通，该注液头用于向固定在该真空箱内的电池注入电解液。

进一步地，该中转机构还包括恒压单向阀，该恒压单向阀与该储液罐连通，该恒压单向阀用于保持该储液罐内处于恒压状态。

进一步地，该储液罐内的气压恒定在0.0009KP至0.0011KP之间。

进一步地，该真空箱内设有电池固定架，该电池固定架对应设置在该注液头的下方。

进一步地，该真空箱上设有与该真空箱的腔体相连通的通气阀。

进一步地，该真空箱内的气压恒定在-90KP至-100KP之间。

进一步地，该注液头还包括注液管，该注液头设置在该真空箱的顶部并位于该真空箱外，该注液管的部分插入该真空箱内。

进一步地，该真空箱的壳体与该注液管接触的部分设有密封圈。

本实用新型有益效果在于：通过呼气阀把惰性气体注入储液罐，直至储液罐内的压力到达预设值，注液阀外接计量泵并通过注液阀把电解液注入储存罐内并使储液罐内的压力保持预设值，再通过外置真空泵将真空箱的内腔抽成负压状态，注液头在驱动装置的驱动下插入固定在电池固定架上的电池内，电解液在真空箱负压的作用下注入电池内，以实现注液。本实用新型的装置注液精度高、体型较小、结构简单和成本较低，适合科研机构和学校使用。

附图说明

图1是本实用新型中注液封口一体化装置的侧视立体结构示意图之一；

图2是本实用新型中注液封口一体化装置的侧视立体结构示意图之二；

图3是本实用新型中注液封口一体化装置的中转机构的结构示意图；

图4是本实用新型中注液封口一体化装置的后视立体结构示意图；

图5是本实用新型中注液封口一体化装置的局部剖结构示意图之一；

图6是本实用新型中注液封口一体化装置的局部剖结构示意图之二；

图7是本实用新型中注液封口一体化装置的全剖结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的注液装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

图1是本实用新型中注液封口一体化装置的侧视立体结构示意图之一，图2是本实用新型中注液封口一体化装置的侧视立体结构示意图之二，图3是本实用新型中注液封口一体化装置的中转机构的结构示意图，图4是本实用新型中注液封口一体化装置的后视立体结构示意图，图5是本实用新型中注液封口一体化装置的局部剖结构示意图之一，图6是本实用新型中注液封口一体化装置的局部剖结构示意图之二，图7是本实用新型中注液封口一体化装置的全剖结构示意图。

请参照图1至图7，本实用新型实提供的一种注液封口一体化装置，用于向电池10内注入电解液并在注液完成后对电池10封口，该注液封口一体化装置包括真空箱1、注液机构和封口机构，注液机构安装在真空箱1上，封口机构设置在真空箱1内，真空箱1内为负压状态。注液头2还包括注液管21，注液头2设置在真空箱1的顶部并位于真空箱1外，注液管21的部分插入真空箱1内，真空箱1的壳体与注液管21接触的部分设有密封圈23。中转机构3设置在真空箱1的一个侧壁上并位于真空箱1外。在其它实施例中，注液头2还可以设置在真空箱1内，但真空箱1的箱体会相应的增大，不利于节约成本。

注液机构包括注液头2、驱动装置22和中转机构3，驱动装置22与注液头2相连，驱动装置22用于驱动注液头2升降，中转机构3包括呼气阀31、注液阀32、出液阀33和储液罐34，呼气阀31和注液阀32均与储液罐34连通，储液罐34通过出液阀33与注液头2连通，注液头2用于向固定在真空箱1内的电池10注入电解液；

在本实施例中，中转机构3还包括恒压单向阀35，恒压单向阀35与储液罐34连通，恒压单向阀35用于保持储液罐34内处于恒压状态。进一步地，储液罐34内的气压恒定在0.0009KP至0.0011KP之间，优选地，储液罐34内气压恒定在0.001KP，即储液罐34内气压相对于储液罐34外的大气压高0.001KP。本实施例中，当储液罐34内气压高于0.001KP时，通过恒压单向阀35把多余的气体排出，从而使储液罐34内的气压恒压在0.001KP，至于恒压单向阀35的详细结构请参考现有技术，本实用新型不再赘述。

请参照图4，在本实施例中，驱动装置22包括升降气缸，升降气缸固定在真空箱1上，升降气缸的活塞杆与注液头2相连，升降气缸外接气泵，通过控制升降气缸的气压使活塞杆伸缩并控制注液头2升降。例如，驱动装置22也可以为伸缩油缸，但并不以此为限。

请参照图7，封口机构包括电池固定架4、第一驱动机构6、前模71、后模72和第二驱动机构8，后模72与前模71相对设置，并且前模71与后模72可相对移动，第二驱动机构8用于驱动前模71和后模72相互靠拢或远离。第一驱动机构6用于驱动电池固定架4升降，使电池10的封接口与前模71和后模72对齐。

在本实施例中，第一驱动机构6包括伺服电机61、丝杆62、驱动块63和导杆64，伺服电机61与丝杆62联动连接，丝杆62与驱动块63联动连接，丝杆62上设有外螺纹，驱动块63设有与外螺纹对应的内螺纹，驱动块63与导杆64固定连接，导杆64与电池固定架4相连。伺服电机61驱动控制丝杆62转动，使驱动块63相对丝杆62上下移动，从而驱动导杆64跟随驱动块63一起移动并带着电池固定架4也一起上下移动。例如，第一驱动机构6也可以用一个伸缩气缸或伸缩油缸，通过一个伸缩气缸或伸缩油缸驱动电池固定架4上下移动，但并不以此为限。

请参照图6和图7，在本实施例中，封口机构还包括连接前模71与后模72的导柱9，前模71与后模72能在导柱9上滑动，前模71通过前模座711与导柱9连接，后模72通过后模座721与导柱9连接。例如，在其它实施例中，可以在真空箱1的壳体上设有滑槽，前模71和后模72分别设有与滑槽对应的滑块，前模71和后模72通过滑槽和滑块结构可实现前模71与后模72的相对滑动。

进一步地，前模71和后模72上均设有发热体，发热体用于对前模71和后模72进行加热，然后对电池10进行热封口。前模71与前模座711之间设有第一隔热垫712，后模72与后模座721之间设有第二隔热垫722，第一隔热垫712可防止热量传递至前模座711，第二隔热垫722可防止热量传递至后模座721，可节约能量。

请参照图4和图6，第二驱动机构8包括前模驱动气缸81和后模驱动气缸82，前模驱动气缸81用于驱动前模71朝后模72靠拢或远离，后模驱动气缸82用于驱动后模72朝前模71靠拢或远离。例如，第二驱动机构8也可以采用两个伸缩油缸来代替前模驱动气缸81和后模驱动气缸82，但并不以此为限。

在本实施例中，真空箱1上设有与真空箱1内的腔体连通的通气阀5，通气阀5外接真空泵，真空泵通过通气阀5将真空箱1内抽成负压状态。进一步地，真空箱1内的气压恒定在-90KP至-100KP之间。优选地，真空箱1内的气压恒定在-95KP，即真空箱1内的气压相对于真空箱1外的大气压低95KP。

本实施例还提供一种注液封口方法，应用于如上所述的注液封口一体化装置，注液封口方法包括：

呼气阀31外接惰性气体(例如氩气)，再通过呼气阀31把惰性气体注入储液罐34，直至储液罐34内的压力到达预设值(例如0.001KP)并关闭呼气阀31；

注液阀32外接计量泵，再通过注液阀32把电解液注入储存罐34内，并通过恒压单向阀35排出多余的惰性气体，使储液罐34内的压力恒定在预设值(例如0.001KP)并关闭注液阀32；

通过通气阀5与外置真空泵连接，并将真空箱1的内腔抽成负压状态(例如-95KP)并关闭通气阀5；

通过驱动装置22驱动注液头2下降，使注液头2上的注液管21插入固定在电池固定架4上的电池10内，再打开出液阀33，储液罐34内的气压大于真空箱1内气压，电解液在真空箱1负压的作用下注入电池10内，然后再通过驱动装置22驱动注液头2上升至初始位置，完成对电池10的注液操作；

通过第一驱动机构6驱动电池固定架4移动直至电池10的封接口与前模71和后模72对齐，即使直至电池10的封接口、前模71和后模72处于同一水平位置，通过前模71和后模72内的发热体分别对前模71和后模72进行加热；

通过第二驱动机构8驱动前模71和后模72相互靠拢并完成对电池10的封口。

在其它实施例中，可以先将真空箱1的内腔抽成负压状态，再向储液罐34内注入惰性气体和电解液，然后对电池10进行注液和封口等操作，但并不以此为限。

在本实施例中，在封口完成之后，还包括：将呼气阀31和出液阀33打开，释放掉储存罐34内剩余的电解液，确保下一次的注液精度，同时可以打开通气阀5，使真空箱1内快速恢复至常压状态。

在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限定，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，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保护范围之内。