一种可注电解液的化成设备的制作方法

1.本实用新型涉及电芯技术领域，具体而言，涉及一种可注电解液的化成设备。


背景技术：

2.锂电池制造过程中，电芯注液和化成是很重要的两道工序，目前的工艺为先进行一次注液，再进行化成，由于化成过程中会消耗部分电解液，需要在化成后进行补液。而目前的设备通常不具备同时实现化成和注液的功能，导致化成和注液效率低，影响生产节拍，浪费设备及场地。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种能够同时进行化成和注液的可注电解液的化成设备。
4.本实用新型的实施例是这样实现的：
5.第一方面，本实用新型提供一种可注电解液的化成设备，包括化成柜、注液器、注液泵和储液罐；
6.所述化成柜设置有探针，所述探针用于对电芯进行化成；
7.所述注液器和所述注液泵均设置于所述化成柜，所述注液泵的一端与所述储液罐连接，另一端与所述注液器连接，所述储液罐用于储存电解液；
8.所述注液器用于与所述电芯连接，并在化成过程中向所述电芯注入电解液。
9.在可选的实施方式中，所述注液器包括注液杯和注液吸嘴，所述注液杯的一端与所述注液泵连接，另一端与所述注液吸嘴连接，在所述注液泵启动的情况下所述注液吸嘴用于向所述电芯的内部注入所述电解液。
10.在可选的实施方式中，所述注液泵为变量泵或恒流泵。
11.在可选的实施方式中，所述可注电解液的化成设备包括正负压发生器所述正负压发生器包括负压源和电解液过滤器，所述负压源通过所述电解液过滤器与所述注液杯连接，在所述负压源启动的情况下所述注液吸嘴用于对所述电芯的内部进行抽真空。
12.在可选的实施方式中，所述正负压发生器还包括正压源，所述正压源与所述注液杯连接，所述正压源用于为所述注液器提供正压。
13.在可选的实施方式中，所述可注电解液的化成设备还包括托盘和驱动件，所述驱动件设置于所述化成柜，所述托盘与所述驱动件连接，所述驱动件用于使所述托盘带动放置于所述托盘的多个所述电芯达到至预设位置以进行化成和注液。
14.在可选的实施方式中，所述驱动件为气缸。
15.在可选的实施方式中，所述可注电解液的化成设备还包括限位件，所述限位件设置于所述化成柜，所述限位件用于在所述电芯移动至所述预设位置的情况下与所述电芯抵接。
16.在可选的实施方式中，所述限位件开设有通槽，所述通槽用于与所述电芯滑动配
合并为所述电芯移动至所述预设位置进行导向。
17.在可选的实施方式中，所述注液器的数量包括多个，多个所述注液器与多个所述电芯一一对应，所述注液泵与多个所述注液器连接。
18.本实用新型实施例提供的可注电解液的化成设备的有益效果包括：通过设置于化成柜上的探针在对电芯进行化成的同时，也可通过注液器在化成过程中对电芯进行注液，以实现同时进行化成和注液的工序，有效的提高了化成及注液工序的效率，降低了时间成本、设备成本以及场地成本。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的可注电解液的化成设备的系统示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的可注电解液的化成设备第一视角结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的可注电解液的化成设备第二视角结构示意图；
23.图4为本实用新型实施例提供的化成柜结构示意图；
24.图5为本实用新型实施例提供的化成柜部分结构示意图。
25.图标：10-可注电解液的化成设备；100-化成柜；110-探针；200-注液器；210-注液杯；220-注液吸嘴；300-注液泵；400-储液罐；500-正负压发生器；510-正压源；520-负压源；530-电解液过滤器；540-比例阀；550-负压表；560-正压源过滤器；600-托盘；700-电源柜；800-阀门；20-电芯。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区
分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
31.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.请参阅图1至图3，本实用新型提供了一种可注电解液的化成设备10，应用于电芯20制造。
33.可注电解液的化成设备10包括化成柜100、注液器200、注液泵300、储液罐400、正负压发生器500、限位件(图未示)、托盘600、驱动件(图未示)以及电源柜700等设备。
34.在本实施例中，注液器200、注液泵300、正负压发生器500、限位件、托盘600以及驱动件均设置于化成柜100，储液罐400和电源柜700均与化成柜100连接，以分别为化成柜100提供电解液和电能。
35.请结合参阅图1至图5，化成柜100设置有探针110，探针110用于对电芯20进行化成。注液泵300的一端与储液罐400连接，另一端与注液器200连接，储液罐400用于储存电解液。注液器200用于与电芯20连接，并在化成过程中向电芯20注入电解液。
36.在本实施例中，储液罐400内的电解液通过注液泵300传输至注液器200处，经由注液器200注入至电芯20的内部，以完成注液。因此，设置于化成柜100上的探针110在对电芯20进行化成的同时，也可通过注液器200在化成过程中对电芯20进行注液，以实现同时进行化成和注液的工序，有效的提高了化成及注液工序的效率，降低了时间成本、设备成本以及场地成本。可以理解的是，在注液泵300和注液器200之间通常还设置有阀门800。
37.需要说明的是，化成的工艺通常为：抽真空-静置-恒流充电-静置-恒流充电-静置-破真空-结束，本实用新型实施例提供的可注电解液的化成设备10可在所有可能的化成工序中进行注液。
38.优选地，在恒流充电后的静止工序中进行注液，且多个恒流充电后的静止工序中均可进行注液。以补充在恒流充电的过程中，电极材料与电解液在固液相界面上发生反应，生成的一层覆盖于电极材料表面的钝化层(sei膜)而消耗的电解液。而化成工序中的温度通常为45℃，在这一环境条件下可加速电解液浸润，因此在恒流充电后的静止工序中进行注液，即可弥补一次注液而无法完全注入电芯20的电解液，又可补注在化成过程中因消耗而损失的电解液，极大地提高电芯20的化成及注液效率。
39.进一步地，注液器200的数量包括多个，多个注液器200与多个电芯20一一对应，注液泵300可与多个注液器200匹配。
40.在本实施例中，化成柜100上设置有多个注液器200，多个注液器200可与多个电芯20一一对应，以同时对多个电芯20进行化成及注液。一台注液泵300可与多个注液器200连接，以在该台注液泵300启动的情况下，同时通过多个注液器200分别为多个电芯20进行注液，从而提高可注电解液的化成设备10的生产效率。
41.在本实施例中，注液泵300的数量也为多个，每台注液泵300均可与多个注液器200连接。
42.进一步地，注液器200包括注液杯210和注液吸嘴220，注液杯210的一端与注液泵300连接，另一端与注液吸嘴220连接，在注液泵300启动的情况下注液吸嘴220用于向电芯20的内部注入电解液。其中，注液泵300为变量泵或恒流泵。
43.在本实施例中，注液器200固定设置于化成柜100上，在需要进行注液时，需要将电芯20移动至注液器200，以使注液孔对准注液吸嘴220，以方便注液器200对电芯20注液。可以理解的是，注液泵300可选用高精度的变量泵或恒流泵，从而以精确地控制电解液的注入量，提高注液质量。
44.进一步地，正负压发生器500包括正压源510、负压源520以及电解液过滤器530，负压源520通过电解液过滤器530与注液杯210连接，在负压源520启动的情况下注液吸嘴220用于对电芯20的内部进行抽真空。
45.在本实施例中，负压源520与注液杯210连接，以通过注液吸嘴220对电芯20进行抽真空，因此可以理解的是，注液杯210既可作为注液用的缓存杯，又可作为化成过程中抽真空时的负压杯。同理，注液吸嘴220既起到注液的作用，又起到抽负压的作用，即注液器200兼具抽负压和注液功能。除此之外，负压源520与注液器200连接，还可防止电解液外溢。
46.需要说明的是，与注液器200连接的注液管道以及负压管道均采用耐电解液腐蚀的材料，以避免注液管道以负压管道被电解液腐蚀造成安全隐患，同时可提高可注电解液的化成设备10的使用寿命。电解液过滤器530用于避免抽负压时的将电解液抽取至正负压发生器500，从而影响正负压发生器500的正常运行。
47.进一步地，正压源510与注液杯210连接，正压源510用于为注液器200提供正压。
48.在本实施例中，通过正压源510输出干燥的气体，以在电解液注入电芯20的情况下，通过正压源510输出的气体通过注液杯210作用于电解液并使其更快速地被压入电芯20内，以提高注液效率。
49.可以理解的是，正压源510输出的气体通常为惰性气体。可选地，在本实施例中，正压源510输出的气体为氮气。
50.需要说明的是，正负压发生器500通常还包括比例阀540、负压表550及正压源过滤器560等设备，正压源510及负压源520通常与比例阀540连接，再由比例阀540连接电解液过滤器530。负压表550设置于比例阀540和电解液过滤器530之间，正压源过滤器560设置于正压源510与比例阀540之间。可以理解的是，在电解液过滤器530和比例阀540之间通常还设置有如图1所示的阀门800。
51.另外需要说明的是，在实际应用中，可注电解液的化成设备10还可以不包括正负压发生器500，可由厂房中的正负压发生设备直接为化成设备提供正压及负压，在此不做具体限定。
52.进一步地，驱动件设置于化成柜100，托盘600与驱动件连接，驱动件用于使托盘600带动放置于托盘600的多个电芯20达到至预设位置以进行化成和注液。其中，驱动件为气缸。
53.在本实施例中，托盘600可放置多个电芯20，托盘600可在驱动件的带动下带动电芯20至预设位置，在该预设位置，多个电芯20与多个注液器200及多个探针110一一对应。注
液器200上的注液负压嘴对应电芯20的注液孔，化成柜100上的探针110对应同一电芯20的极柱，以方便对该电芯20同时进行化成及注液。
54.具体地，在托盘600处于初始位置时放置电芯20，放置完成后启动气缸以带动托盘600及托盘600上的电芯20向上移动，直至电芯20到达预设位置并进行化成和注液，完成化成和注液后再由气缸带动托盘600及托盘600上的电芯20向下移动，直至到达初始位置并卸下电芯20。
55.进一步地，限位件设置于化成柜100，限位件用于在电芯20移动至预设位置的情况下与电芯20抵接。
56.在本实施例中，限位件设置于注液器200处并位于托盘600的上方，以保证多个电芯20移动到预设位置时，多个电芯20的注液孔与多个注液负压嘴一一对应，多个电芯20的极柱与多个探针110一一对应，避免多个电芯20产生位置偏差，防止电芯20与注液嘴和探针110相互干涉，从而保证化成和注液能够顺利进行，保证化成和注液的作业质量及生产效率。
57.进一步地，限位件开设有通槽(图未示)，通槽用于与电芯20滑动配合并为电芯20移动至预设位置进行导向。
58.在本实施例中，在托盘600带动电芯20向上移动时，电芯20首先与限位件上的通槽滑动配合，直至电芯20完全与通槽配合并与限位件抵持连接，可进一步保证电芯20可有效且准确地进入预设位置，以方便化成和注液的顺利进行。
59.可以理解的是，限位件的结构与托盘600的结构匹配，即托盘600上可防止电芯20的数量与限位件上通槽的数量相同。
60.在本实施例中，限位件还开设有通孔(图未示)，通孔与通槽连通，注液负压嘴伸入通孔，以对注液负压嘴起到保护作业。
61.具体地，在本实施例中，将电芯20放置于托盘600上后，通过驱动件带动托盘600上的电芯20至预设位置并与限位件配合，此时电芯20的注液孔与注液负压嘴对应，电芯20的极柱与探针110对应。在第一注液完成后，启动负压源520以对电池内部进行抽真空，再通过探针110对电芯20进行恒流充电，在此后静置工序过程中，启动注液泵300以对电芯20注入电解液，此步骤可进行多次，以完成补充电解液，以此完成整个化成和注液工序。
62.综上所述，本实用新型提供了一种可注电解液的化成设备10，通过设置于化成柜100上的探针110在对电芯20进行化成的同时，也可通过注液器200在化成过程中对电芯20进行注液，以实现同时进行化成和注液的工序，有效的提高了化成及注液工序的效率，降低了时间成本、设备成本以及场地成本。注液器200兼具抽负压和注液功能，负压源520与注液器200连接，还可防止电解液外溢。限位件设置于注液器200处并位于托盘600的上方，以保证电芯20移动到预设位置时，注液孔与注液负压嘴对应，电芯20的极柱与探针110对应，避免电芯20产生位置偏差，防止电芯20与注液嘴和探针110相互干涉，从而保证化成和注液能够顺利进行，保证化成和注液的作业质量及生产效率。
63.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。