电池电解液注液装置及电池电解液注液方法与流程

本发明涉及电池加工，尤其涉及电池电解液注液装置及电池电解液注液方法。

背景技术：

1、电解液作为电池内部实现离子导通的管道，是液态电池不可或缺的重要组成部分。电解液对电池的充放电性能、循环寿命、温度适用范围都有着比较大的影响。以锂电池为例，当电解液浸润效果不好时，未接触电解液的极片无法参与电池电化学反应，锂离子在正负极片之间的传输路径变远，同时电池界面的电阻增大，影响锂电池的倍率性能、放电容量和使用寿命。因此，在电池的生产过程中，电解液的注液过程十分重要。

2、在现有技术中，电解液的注液过程一般包括注液，抽真空，浸润的多次循环重复过程，往往需要十几个小时。在电解液的注液过程中，通过带有活塞结构的注液装置给电芯内注入电解液，通过驱动活塞结构将电解液压入到电池中。但是注液装置中与活塞相配合的容置腔的内腔壁随着活塞结构的移动容易残留电解液，残留在容置腔内腔壁上的电解液长时间的暴露在空气中导致电解液内的溶剂挥发，电解液中的锂盐浓度变高容易发生结晶，导致活塞结构在注液完成后无法复位，出现卡死的现象，造成注液装置停机等问题，影响电解液的正常注液以及电池的正常加工。

3、因此，亟需发明电池电解液注液装置及电池电解液注液方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供电解液注液装置及电池电解液注液方法，以实现活塞在密封的容置腔内的正常移动，解决容置腔暴露在空气中的问题，提高电池电解液注液装置的工作稳定性与工作安全性。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、电池电解液注液装置，包括：

4、容置壳体、活塞结构、储气件、进液管道以及出液管道；

5、所述容置壳体内开设有密封的容置腔，所述活塞结构设置在所述容置腔中；

6、所述活塞结构将所述容置腔密封分隔为位于所述活塞结构一侧的第一区域以及位于所述活塞结构另一侧的第二区域；

7、所述储气件用于存储保护气，且连通所述第一区域；

8、所述进液管道、所述出液管道分别与所述第二区域连通；

9、当经由所述进液管道进入所述第二区域中的电解液增加时，所述活塞结构能够向所述第一区域移动，所述第一区域中的所述保护气能够被挤压至所述储气件中；当所述活塞结构向所述第二区域移动时，所述第二区域中的所述电解液能够经所述出液管道排出，所述储气件中的所述保护气能够进入所述第一区域。

10、作为优选方案，所述容置壳体包括：

11、壳体主体；以及

12、分别设置于所述壳体主体两端的上端盖和下端盖，所述壳体主体、所述上端盖以及所述下端盖围成所述容置腔，所述第一区域为所述上端盖与所述活塞结构之间的区域，所述第二区域为所述下端盖与所述活塞结构之间的区域。

13、作为优选方案，所述上端盖开设有安装槽，所述安装槽与所述壳体主体的上端部密封连接。

14、作为优选方案，所述储气件与所述第一区域之间形成密封空间，所述保护气能够驱动所述活塞结构向所述第二区域移动。

15、作为优选方案，所述活塞结构包括：

16、活塞主体，所述活塞主体将所述容置腔密封分隔为位于所述活塞主体一侧的第一区域以及位于所述活塞主体另一侧的第二区域；以及

17、连接杆，所述连接杆的一端与所述活塞主体相连，所述连接杆的另一端能够经过所述第一区域延伸出所述容置腔。

18、作为优选方案，所述活塞主体的重力g、所述容置腔之间的滑动摩擦力f1以及所述电解液对所述活塞主体的浮力f2，满足关系：f2+f1＜g。

19、电池电解液注液方法，应用于如上所述的电池电解液注液装置，包括：

20、s1：将所述出液管道与待注液电池的注液孔连接；

21、s2：关闭所述出液管道，打开所述进液管道，将预设体积的所述电解液经所述进液管道注入所述第二区域中；

22、s3：关闭所述进液管道，打开所述出液管道，驱动所述活塞结构向所述第二区域移动直至所述容置腔的底部，关闭所述出液管道；

23、s4：结束注液。

24、作为优选方案，所述电池电解液注液方法还包含：重复所述步骤s2和所述步骤s3。

25、作为优选方案，所述电池电解液注液方法还包含：初始化步骤，所述初始化步骤位于所述步骤s1之前，所述初始化步骤包含：

26、关闭所述进液管道，打开所述出液管道；

27、使用输气装置将所述保护气持续输入所述第一区域，直至所述第一区域的压强增加至预设压强。

28、作为优选方案，所述预设压强的范围为5kpa～30kpa。

29、本发明的有益效果：

30、本发明提供的电池电解液注液装置通过在容置壳体内设置密封的容置腔，将活塞结构设置在容置腔中，并将容置腔分成相互密封的位于活塞结构一侧的第一区域以及位于活塞结构另一侧的第二区域，在第一区域内设置保护气，保证电解液不会在保护气内挥发，使储气件与第一区域导通并能够暂存第一区域内的保护气，将第二区域与出液管道与进液管道相导通，使电解液能够沿进液管道进入第二区域，并且活塞结构能够将第二区域中的电解液沿出液管道排出，当电解液沿进液管道注入第二区域时，活塞结构上移，第一区域内的容积减小，第一区域内的保护气暂存入储气件中，当需要将第二区域内的电解液沿出液管道排出时，活塞结构下移，第一区域内的容积增加，储气件内的保护气重新回流进第一区域，并且保护气能够保护残留在第一区域内腔壁上的电解液，避免电解液挥发结晶，实现了活塞结构在密封设置的容置腔内的正常移动，防止残留在容置腔内腔壁上的电解液暴露在空气中后挥发结晶，保证活塞结构的正常移动复位，提高电池电解液注液装置的工作稳定性与工作安全性。

31、本发明还提供了电池电解液注液方法，通过应用上述电池电解液注液装置，实现了活塞结构在密封设置的容置腔内的正常移动，防止残留在容置腔内腔壁上的电解液暴露在空气中后挥发结晶，保证活塞结构的正常移动复位，提高电池电解液注液装置的工作稳定性与工作安全性。

技术特征：

1.电池电解液注液装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电池电解液注液装置，其特征在于，所述容置壳体(100)包括：

3.根据权利要求2所述的电池电解液注液装置，其特征在于，所述上端盖(110)开设有安装槽(111)，所述安装槽(111)与所述壳体主体(130)的上端部密封连接。

4.根据权利要求1所述的电池电解液注液装置，其特征在于，所述储气件(300)与所述第一区域(1)之间形成密封空间，所述保护气能够驱动所述活塞结构(200)向所述第二区域(2)移动。

5.根据权利要求1～4任一项所述的电池电解液注液装置，其特征在于，所述活塞结构(200)包括：

6.根据权利要求5所述的电池电解液注液装置，其特征在于，所述活塞主体(210)的重力g、所述容置腔之间的滑动摩擦力f1以及所述电解液对所述活塞主体(210)的浮力f2，满足关系：f2+f1＜g。

7.电池电解液注液方法，其特征在于，应用于权利要求1～6任一项所述的电池电解液注液装置，包括：

8.根据权利要求7所述的电池电解液注液方法，其特征在于，所述电池电解液注液方法还包含：重复所述步骤s2和所述步骤s3。

9.根据权利要求7所述的电池电解液注液方法，其特征在于，所述电池电解液注液方法还包含：初始化步骤，所述初始化步骤位于所述步骤s1之前，所述初始化步骤包含：

10.根据权利要求9所述的电池电解液注液方法，其特征在于，所述预设压强的范围为5kpa～30kpa。

技术总结
本发明涉及电池加工技术领域，尤其涉及电池电解液注液装置及电池电解液注液方法。该电池电解液注液方法所应用的电解液注液装置包括容置壳体、活塞结构、储气件、进液管道及出液管道，容置壳体内开设有密封的容置腔，活塞结构设置在容置腔中，活塞结构将容置腔密封分隔为位于活塞结构一侧的第一区域以及位于活塞结构另一侧的第二区域；储气件用于存储保护气，且连通第一区域，进液管道、出液管道分别与第二区域连通，当经由进液管道进入第二区域中的电解液增加时，活塞结构能够向第一区域移动，第一区域中的保护气能够被挤压至储气件中；当活塞结构向第二区域移动时，第二区域中的电解液能够经出液管道排出，储气件中的保护气能够进入第一区域。

技术研发人员：李清晖,覃青波,冯玉川,李峥
受保护的技术使用者：宜春清陶能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15