一种圆柱形锂电池注液装置及注液方法与流程

1.本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种圆柱形锂电池注液装置及注液方法。


背景技术：

2.圆柱锂电池是一种容量高、循环寿命长、使用环境温度宽广的锂电池。电解液注液是圆柱电池生产中的重要环节，目前企业很多采用的是负压倒吸式注液机，先让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倒吸入到电池盒内部，完成自动注液。申请号为“cn202011488724.7”的中国专利提出了一种倒吸式圆柱电池电解液注液装置及注液方法，注液装置包括电解液槽和与之相适配的电池盒，电解液槽的底部设有真空腔，真空腔的一侧设有用于连接抽真空设备的真空源接口，真空腔的顶部设有多组抽气针，抽气针的底端与真空腔相连通；电池盒的底部设有用于固定电池的电池卡位，电池卡位处设有与抽气针相对应的吸液孔，抽气针可穿过吸液孔插入至电池内。该种方式在进行电池注液时，电池的安装与拆卸要整体进行，不利于电池注液的连续进行。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种圆柱形锂电池注液装置及注液方法，以解决现有电池注液不便于连续进行的问题。
4.基于上述目的，本发明提供了一种圆柱形锂电池注液装置，包括下筒体，所述下筒体内安装有第一环形隔板，将所述下筒体内隔成中部存液腔与环形抽吸腔，所述下筒体的上部可转动的安装有工作台，所述下筒体的一侧安装有带动工作台转动的驱动组件，所述工作台上沿其周向均分成若干组注液工作区，所述注液工作区的一侧安装有将中部存液腔内的电解液抽吸至注液工作区的抽吸部，所述注液工作区内沿其长度方向设有若干个支撑管，所述支撑管上安装有用于固定倒装的锂电池的固定部，所述环形抽吸腔内安装有若干组抽真空组件，所述抽真空组件包括若干个抽真空针，所述抽真空针可贯穿支撑管穿设进锂电池内。
5.可选的，所述工作台包括环形盒体与上部盖体，所述环形盒体内安装有第二环形隔板，所述第二环形隔板将环形盒体内分隔成注液工作腔与残液存留腔，所述注液工作腔内沿其周向均布设有若干个隔挡板，所述隔挡板将注液工作腔分隔成所述注液工作区，所述第二环形隔板上开设有用于连通注液工作腔与残液存留腔的第一连通孔，所述上部盖体上安装有第一电缸，所述第一电缸的输出端安装有竖直挡板，所述竖直挡板用于控制第一连通孔的通断，所述上部盖体上还开设有若干个通过孔，所述通过孔与所述支撑管的位置相对应。
6.可选的，所述固定部包括固定环台，所述固定环台内设有沉槽，所述沉槽内均布开设有若干个第二连通孔，第二连通孔的下部安装有抽吸管，所述沉槽内开设有连通所述第二连通孔与固定环台中部的连通槽，所述注液工作区内还安装有活动板，所述活动板上开
设有若干个穿孔，所述穿孔与所述固定环台的位置相对应，所述穿孔的上部安装有伸缩管，所述伸缩管的上端安装有弹性箍圈，所述上部盖体上安装有第二电缸，所述第二电缸的输出端贯穿至环形盒体内并与活动板相连接。
7.可选的，所述支撑管内的上部安装有封闭瓣膜，所述支撑管的上部的外边沿开设有漏料槽。
8.可选的，所述抽吸部包括抽吸泵，所述抽吸泵的进液端延伸至中部存液腔内，所述抽吸泵的排出端延伸至注液工作区。
9.可选的，所述抽真空组件包括主管道，所述主管道的一端与外接真空源相连通，所述主管道上垂直其安装有若干个两端连通的垂直管道，所述垂直管道内可滑动的安装有所述抽真空针，所述抽真空针上安装有两个活塞环，两个所述活塞环之间开设有若干个第一通孔，所述垂直管道的上部开设有第二通孔，所述主管道的侧面开设有若干个第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔通过支管道相连通，所述垂直管道的下端安装有抽吸管道，所述抽吸管道与外接抽吸气源相连通，所述抽真空针内设有侧部环腔与贯通抽真空针的中部空腔，所述第一通孔与所述侧部环腔相连通，所述中部空腔与所述侧部环腔之间开设有斜向下设置的第四通孔，所述抽真空针的下部安装有封堵所述中部空腔的封堵组件。
10.可选的，所述封堵组件包括封堵板，所述抽真空针的下部安装有导向柱，所述封堵板与所述导向柱可滑动连接，所述导向柱上安装有第一电磁铁，所述封堵板上安装有第二电磁铁，所述封堵板朝向所述抽真空针的一侧的中部安装有封堵头。
11.可选的，所述驱动组件包括驱动电机，所述驱动电机的输出端安装有第一齿轮，所述工作台的侧表面安装有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相啮合。
12.可选的，所述下筒体的底部开设有第一排液口，所述工作台的一侧开设有第二排液口。
13.基于上述实施方式，提出一种圆柱形锂电池注液装置的注液方法，包括如下步骤：
14.工作台具有上料工位和下料工位，由上料工位将多组圆柱形锂电池对应支撑管的位置，倒放至工作台上，固定部对圆柱形锂电池进行固定，中部存液腔内添加电解液，抽吸部将中部存液腔内的电解液抽吸至放置入圆柱形锂电池的注液工作区内，驱动组件带动工作台转动，将放置有圆柱形锂电池的注液工作区转动至抽真空组件的上方，抽真空组件将抽真空针由支撑管穿设入锂电池内，对锂电池内进行抽真空，位于注液工作区内的电解液抽吸入锂电池内，待电解液完全浸入锂电池内后，抽真空针由锂电池内拔出，工作台转动至下料工位，将锂电池卸下。
15.本发明的有益效果：本发明通过将工作台呈环形设置，并具有上料工位和下料工位，可以通过机械手等方式由上料工位将多组圆柱形锂电池对应支撑管的位置，倒放至工作台上，固定部对圆柱形锂电池进行固定，中部存液腔内添加电解液，抽吸部将中部存液腔内的电解液抽吸至放置入圆柱形锂电池的注液工作区内，驱动组件带动工作台转动，将放置有圆柱形锂电池的注液工作区转动至抽真空组件的上方，抽真空组件将抽真空针由支撑管穿设入锂电池内，对锂电池内进行抽真空，位于注液工作区内的电解液抽吸入锂电池内，待电解液完全浸入锂电池内后，抽真空针由锂电池内拔出，工作台转动至下料工位，将锂电池卸下；通过环形设置的工作台可以进行连续的锂电池注液，提高了锂电池注液的效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，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的附图。
17.图1为本发明实施例的圆柱形锂电池注液装置的示意图；
18.图2为本发明实施例的下筒体的示意图；
19.图3为本发明实施例的环形盒体的示意图；
20.图4为本发明实施例的去除上部盖体的圆柱形锂电池注液装置的示意图；
21.图5为图4中a处的放大示意图；
22.图6为伸缩管与弹性箍圈的示意图；
23.图7为封闭瓣膜的示意图；
24.图8为抽真空组件的示意图；
25.图9为抽真空针的示意图；
26.图10为抽真空针的局部剖视图；
27.图11为封堵组件的示意图。
28.图中标记为：
29.1、下筒体；2、第一环形隔板；3、中部存液腔；4、环形抽吸腔；5、工作台；6、注液工作区；7、支撑管；8、抽真空针；9、环形盒体；10、上部盖体；11、第二环形隔板；12、注液工作腔；13、残液存留腔；14、隔挡板；15、第一连通孔；16、第一电缸；17、竖直挡板；18、通过孔；19、固定环台；20、沉槽；21、第二连通孔；22、连通槽；23、活动板；24、伸缩管；25、弹性箍圈；26、第二电缸；27、封闭瓣膜；28、抽吸泵；29、主管道；30、垂直管道；31、活塞环；32、第一通孔；33、第二通孔；34、第三通孔；35、支管道；36、抽吸管道；37、侧部环腔；38、中部空腔；39、第四通孔；40、封堵板；41、导向柱；42、第一电磁铁；43、第二电磁铁；44、封堵头；45、驱动电机；46、第一齿轮；47、第二齿轮。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
31.需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
32.如图1、图2、图3、图4所示，一种圆柱形锂电池注液装置，包括下筒体1，所述下筒体1内安装有第一环形隔板2，将所述下筒体1内隔成中部存液腔3与环形抽吸腔4，所述下筒体
1的上部可转动的安装有工作台5，所述下筒体1的一侧安装有带动工作台5转动的驱动组件，所述工作台5上沿其周向均分成若干组注液工作区6，所述注液工作区6的一侧安装有将中部存液腔3内的电解液抽吸至注液工作区6的抽吸部，所述注液工作区6内沿其长度方向设有若干个支撑管7，所述支撑管7上安装有用于固定倒装的锂电池的固定部，所述环形抽吸腔4内安装有若干组抽真空组件，所述抽真空组件包括若干个抽真空针8，所述抽真空针8可贯穿支撑管7穿设进锂电池内。
33.其中，工作台5呈环形设置，并具有上料工位和下料工位，可以通过机械手等方式由上料工位将多组圆柱形锂电池对应支撑管7的位置，倒放至工作台5上，固定部对圆柱形锂电池进行固定，中部存液腔3内添加电解液，抽吸部将中部存液腔3内的电解液抽吸至放置入圆柱形锂电池的注液工作区6内，驱动组件带动工作台5转动，将放置有圆柱形锂电池的注液工作区6转动至抽真空组件的上方，抽真空组件将抽真空针8由支撑管7穿设入锂电池内，对锂电池内进行抽真空，位于注液工作区6内的电解液抽吸入锂电池内，待电解液完全浸入锂电池内后，抽真空针8由锂电池内拔出，工作台5转动至下料工位，将锂电池卸下；
34.本发明通过环形设置的工作台5可以进行连续的锂电池注液，提高了锂电池注液的效率。
35.在一种实施方式中，如图1、图3所示，所述工作台5包括环形盒体9与上部盖体10，所述环形盒体9内安装有第二环形隔板11，所述第二环形隔板11将环形盒体9内分隔成注液工作腔12与残液存留腔13，所述注液工作腔12内沿其周向均布设有若干个隔挡板14，所述隔挡板14将注液工作腔12分隔成所述注液工作区6，所述第二环形隔板11上开设有用于连通注液工作腔12与残液存留腔13的第一连通孔15，所述上部盖体10上安装有第一电缸16，所述第一电缸16的输出端安装有竖直挡板17，所述竖直挡板17用于控制第一连通孔15的通断，所述上部盖体10上还开设有若干个通过孔18，所述通过孔18与所述支撑管7的位置相对应。
36.其中，锂电池由通过孔18安装入固定部，电解液注入锂电池时，第一电缸16带动竖直挡板17封堵第一连通孔15，电解液先注入注液工作腔12内，待注入锂电池内的电解液有剩余时，由第一电缸16带动竖直挡板17敞开第一连通孔15，残余的电解液流向残液存留腔13，减少残液进入锂电池内，为了减少注液工作腔12内电解液的残留，残液存留腔13的底面低于注液工作腔12的底面。
37.在一种实施方式中，如图4、图5、图6、图7所示，所述固定部包括固定环台19，所述固定环台19内设有沉槽20，所述沉槽20内均布开设有若干个第二连通孔21，第二连通孔21的下部安装有抽吸管，所述沉槽20内开设有连通所述第二连通孔21与固定环台19中部的连通槽22，所述注液工作区6内还安装有活动板23，所述活动板上开设有若干个穿孔，所述穿孔与所述固定环台19的位置相对应，所述穿孔的上部安装有伸缩管24，所述伸缩管24的上端安装有弹性箍圈25，所述上部盖体10上安装有第二电缸26，所述第二电缸26的输出端贯穿至环形盒体9内并与活动板23相连接。
38.其中，锂电池倒放在固定环台19的沉槽20内，第二电缸26带动活动板23上移，活动板23带动弹性箍圈25从固定环台19上退出，弹性箍圈25固定到锂电池上，由于锂电池收到的是向下的真空吸力，弹性箍圈25带动伸缩管24对锂电池的上部进行密封，锂电池的内部抽真空时，产生吸力，抽吸管从注液工作腔12内抽取电解液，电解液由连通槽22抽吸至锂电
池内，当锂电池内电解液注入完成后，第二电缸26带动活动板23下移，活动板23通过伸缩管24重新将弹性箍圈25拉回至固定环台19的外表面。
39.在一种实施方式中，所述支撑管7内的上部安装有封闭瓣膜27，所述支撑管7的上部的外边沿开设有漏料槽。当抽真空针8退出锂电池内时，封闭瓣膜27对支撑管7的上部进行封闭，残留的电解液由漏料槽漏回注液工作腔12内，同时封闭瓣膜27与弹性箍圈25和伸缩管24一起对锂电池进行封闭，便于抽真空的顺利进行。
40.在一种实施方式中，所述抽吸部包括抽吸泵28，所述抽吸泵28的进液端延伸至中部存液腔3内，所述抽吸泵28的排出端延伸至注液工作区6。
41.在一种实施方式中，如图8、图9、图10、图11所示，所述抽真空组件包括主管道29，所述主管道29的一端与外接真空源相连通，所述主管道29上垂直其安装有若干个两端连通的垂直管道30，所述垂直管道30内可滑动的安装有所述抽真空针8，所述抽真空针8上安装有两个活塞环31，垂直管道30与抽真空针8和活塞环31组合成气缸结构，所述垂直管道30的下端安装有抽吸管道36，所述抽吸管道36与外接抽吸气源相连通，通过抽吸气源向气缸结构提供动力，带动抽真空针8的移动，两个所述活塞环31之间开设有若干个第一通孔32，所述垂直管道30的上部开设有第二通孔33，所述主管道29的侧面开设有若干个第三通孔34，所述第三通孔34与所述第二通孔33通过支管道35相连通，所述抽真空针8内设有侧部环腔37与贯通抽真空针8的中部空腔38，所述第一通孔32与所述侧部环腔37相连通，所述中部空腔38与所述侧部环腔37之间开设有斜向下设置的第四通孔39，所述抽真空针8的下部安装有封堵所述中部空腔38的封堵组件。
42.其中，抽真空针8移动至上部时，抽真空针8插入锂电池内，此时封堵组件封堵住中部空腔38，第一通孔32和第二通孔33相连通，外接真空源使主管道29产生吸力，主管道29通过支管道35使第四通孔39产生吸力，进而使中部空腔38产生吸力，对锂电池进行抽真空，要保证锂电池内完全浸润到电解液，可以使抽真空针8抽吸到少量的电解液，使电解液进入到中部空腔38内既表示抽吸完成，斜向下设置的第四通孔39可以减少甚至避免将电解液抽吸至侧部环腔37内，外接抽吸气源产生吸力，使抽真空针8移出锂电池外，第一通孔32也与第二通孔33断开，打开封堵组件，将吸进中部空腔38内的电解液排出。
43.在一种实施方式中，所述封堵组件包括封堵板40，所述抽真空针8的下部安装有导向柱41，所述封堵板40与所述导向柱41可滑动连接，所述导向柱41上安装有第一电磁铁42，所述封堵板40上安装有第二电磁铁43，所述封堵板40朝向所述抽真空针8的一侧的中部安装有封堵头44。
44.通过通电改变第一电磁铁42与第二电磁铁43的磁性方向，带动封堵板40的移动个，进而实现封堵头44对部空腔的封闭与敞开。
45.可选的，所述驱动组件包括驱动电机45，所述驱动电机45的输出端安装有第一齿轮46，所述工作台5的侧表面安装有第二齿轮47，所述第一齿轮46与所述第二齿轮47相啮合。
46.可选的，所述下筒体1的底部开设有第一排液口，所述工作台5的一侧开设有第二排液口，其中，第二排液口与残液存留腔13相连通，便于将下筒体1与残液存留腔13内的电解液排出。
47.基于上述实施方式，提出一种圆柱形锂电池注液装置的注液方法，包括如下步骤：
48.由上料工位将多组圆柱形锂电池对应支撑管7的位置，倒放至工作台5上，固定部对圆柱形锂电池进行固定，中部存液腔3内添加电解液，抽吸部将中部存液腔3内的电解液抽吸至放置入圆柱形锂电池的注液工作区6内，驱动组件带动工作台5转动，将放置有圆柱形锂电池的注液工作区6转动至抽真空组件的上方，抽真空组件将抽真空针8由支撑管7穿设入锂电池内，对锂电池内进行抽真空，位于注液工作区6内的电解液抽吸入锂电池内，待电解液完全浸入锂电池内后，抽真空针8由锂电池内拔出，工作台5转动至下料工位，将锂电池卸下。
49.本发明通过环形设置的工作台5可以进行连续的锂电池注液，提高了锂电池注液的效率。
50.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
51.本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。