专利名称：电解液注入设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电解液注入设备，更具体地说，涉及一种利用离心力向电池壳体内注入电解液的电解液注入设备。
最近，为了满足高性能大容量电池的要求，各种电池例如碱二次电池和锂离子再生电池已经研制出来并进入实用。碱再生电池被广泛地采用，这是因为它的制造成本低，在较高的安全性并且比锂离子再主电池的放电电流大。作为碱再生电池的一个例子的镍镉电池是用如下方法制造的。首先，在含氢氧化镍的正电极和含氧化锂的负电极之间插入由聚酰胺纤维无纺织物构成的隔离器得到一层迭结构，缠绕该层迭结构制成电极组。这电极组放入一圆柱壳体内，并在壳体内注入碱电解液。然后，把壳体的开口部分密封，从而制成再生电池。碱电解液必须以与电池性能有关的高精度注入壳体内。
日本专利申请KOKAI公开No59-134558披露了一种用于在不含电解液的镍锂再生电池内注入碱电解液的设备。该注入设备包括两个漏斗、两个分别支撑漏斗的支撑装置，两个用来夹持含有电极组的壳体的夹持装置，每个壳体位于一个漏斗下面，每个漏斗有一个出口被插进相应壳体的开口部分，使得所述出口被电极组的上端部封闭，每个支撑装置和每个壳体夹持装置从一旋转杆的两边悬挂着。
在这种设备中，每个含有电极组的壳体被连到相应的夹持装置上，每个漏斗被连到相应的支撑装置上。在两个漏斗内供应预定数量的碱电解液。接着，使旋转杆转动。借助这一转动，一个离心力作用到每个假定处于水平位置的夹持装置上。然后，漏斗中的电解液由离心力被加速送到出口，并径向地流进壳体。因而，电解液被壳体内的电极组吸收。
作为碱再生电池的另一个例子，一种镍金层氢化物再生电池包括一圆柱形壳体。一个电极组置于壳体内。电极组由迭层结构制成，迭层结构借助于在含的例如氢氧化镍作为活性物质的正电极和含有例如吸氢合金作为活性物质的负电极之间插入例如由聚酰胺纤维无纺织物构成的隔离器制成。电极组例如可由螺旋地缠绕这一层迭结构制成。在壳体内也含有碱电解液。可以考虑用上述设备把电解液注入壳体。不过，当含有具有上述结构的电极组的壳体被结合在该设备中并且该设备的漏斗的出口由电极组的上端封闭时，漏斗的出口被隔离器阻塞，这使得难于把电解液注入壳体。
本发明的目的在于，提供一种电解液注入设备，它能够精确地向未含电解液的电池中注入电解液，在电池中有一由层迭结构制成的电极组，所述层迭结构借助于在正负电极之间插入隔离体制成。电极组放进壳体中，使得电池组的层迭平面平行于壳体深度的方向。
本发明的另一个目的在于提供一种电解液注入设备，它能够在短时间内向未含电解液的电池中注入电解液，在电池中有一由迭层结构构成的电极组，迭层结构借助于在正负电极之间插入隔离体制成，电极组被放入壳体内，使得电极组的层迭平面平行于壳体的深度方向。
按照本发明，提供了一种在不含电解液的电池中注入电解液的设备，在电池中有一由迭层结构构成的电极组，迭层结构借助于在正负电极之间插入隔离体而制成，电极组被放在壳体内，使得电极组的层迭平等平行于壳体的深度方向。该注入设备包括一个旋转台;
一个由所述旋转台支撑着的电解液注入件，使得该件当旋转台转动时由离心力的作用而倾斜。电解液注入件还有一个底部是锥形的内孔，以及一个在其下部与内孔相通的小直径的出口;
一个用来把未含电解液的电池固定在注入件下方向固定装置，使得注入件的出口插进壳体的开口部分，并且在出口的下部开口和电极组的上端之间保持一所需的距离;以及用来向注入件供应电解液的电解液供应装置。
此外，按照本发明，提供了一种用来向未含电解液的电池中注入电解液的装置，在电池中有一电极组被放入壳体中，电极组由迭层结构构成，迭层结构借助于在正负电极之间插入隔离体制成，电极组这样放在壳体内，使得其层迭平等平行壳体深度的方向。所述注入设备包括一个旋转台;
一个由所述旋转台这样支撑着的电解液注入件，使得当旋转台旋转时由于离心力而使注入件倾斜;并且该电解液注入件还有一底部为锥形的内孔，以及在其下端与该内孔相通的小直径的出口;
用来打开/封闭注入件出口的打开/封闭装置;
在注入件的下方固定未含电解液的电池的固定装置，使得注入件的出口插进壳体的开口部分，同时在出口下面的开口部分和电极组的上端之间又保持一所需的距离;
用来抽空壳体的抽真空装置;以及用来向注入件供应电解液的电解液供应装置。
本发明的另外的目的和优点将在下面的说明中看出，一部分从说明中是显见的，或可通过实施本发明而得知的。本发明的目的和优点由权利要求中指出的各种组合和手段可以实现。
说明书中的附图用来说明本发明的最佳实施例，与上述的一般性说明以及下面对最佳实施例的详细解释，作为对本发明原理的说明。
图1是表示本发明例1的电解液注入设备的透视图;
图2是表示图1的注入设备的主要元件的放大的截面图;
图3表示不含电解液的电池在图1的注入件下方被固定着的状态;
图4是沿图3的Ⅳ-Ⅳ线取的截面图;
图5是说明图1的注入设备的操作的放大截面图;
图6是用图1所示注入设备注入电解液的电池的一个例子，是一镍金属氢化物电池;
图7是表示本发明例2的注入设备的透视图;
图8是图7的电解液注入机构的主要部件的放大的截面图;
图9是在图7中注入件的下方固定着一个不含电解液的电池的透视图;
图10是图9中沿X-X的截面图;
图11是说明图7中的注入设备的工作的放大的截面图;
图12是用图7的注入设备注入电解液的一个镍金属氢化物再生电池的透视图。
本发明的一种电解液注入设备是一种用来向不含电解液的电池注入电解液的设备，在电池中的电极组由迭层结构组成，迭层结构借助于在正负电极之间插入一个隔离器制成，电极组这样放在壳体内，使得电极组的层这平面平行于壳体深度的方向，所述注入设备包括一个旋转台;
一个由所述旋转台如此支撑着的电解液注入件，使得当旋转台旋转时，注入件被离心力倾斜，电解液注入件还有一底部呈锥形的内孔，以及在其下端与该内孔连通的小直径的出口;
把未含电解液的电池固定在注入件下方的固定装置，使得注入件的出口插入壳体的开口部分，同时又在出口的下开口部分和电极组的上端之间保持一所需的距离;以及用来向注入件供应电解液的电解液供应装置。
用本发明的注入设备注入电解液的电池的例子是镍金属氢化物再主电池。在这种再生电池中，下述材料被用作正电极、负电极、隔离器和电解液。
作为正电极，使用含氢氧化镍作为活性物质的电极。
作为负电极，使用含吸氢合金作为活性物质的电极。
作为隔离器，采用聚酰胺纤维无纺织物或具有亲水功能基的添加剂的聚烯烃纤维制成的无纺织物例如聚乙烯纤维、聚丙烯纤维或其混合物制成的无纺织物。作为在聚烯烃纤维中添加亲水功能基的方法，可以使用例如电晕放电、磺化作用、接枝聚合作用或应用表面活性剂。
电解液的一个例子是碱电解液，例如氢氧化钾溶液、氢氧化钠和氢氧化锂的混合溶液、氢氧化钾和氢氧化锂的混合溶液，以及氢氧化钾、氢氧化锂和氢氧化钠的混合溶液。
在注入件出口的下部开口部分和电极组的上端之间的距离为0.5至1.0mm是合适的，其理由在下面解释。如果该距离小于0.5mm，出口就被隔离器阻塞。如果该距离大于1.00mm，在注入件中所含的电解液就发生溅泼，从而在通过注入件的出口注入壳体时附着在壳体上开口部分的内表面上，使该内表面发生污染。这给在壳体上开口部分安装气密性密封板带来困难。此外，在镍金属氢化物再生电池中，起防爆功能并作为正电极端子的密封盖组合借助于铆接固定于壳体的上开口部分，在上开口部分的内表面涂上密封剂，例如柏油，以确保气密性。该密封剂在注入电解液之前涂在内表面上。如果所讨论的距离超过1.0mm，当把碱电解液注入这种壳体时，含在注入件中的电解液就会发生溅泼从而附着在密封剂上使密封剂从内表面脱落。这可能破坏电池的气密性。
在本发明的电解液注入设备中，含有电极组的壳体用固定装置固定在注入件的下方。此外，在注入件出口的下开口部分和电极组的上端之间保持所需的距离。这能防止隔离器阻塞注入件的出口。
因而，当电解液用供应装置供应到注入件并且转台旋转时，电解液可以由旋转而产生的作用在注入件和壳体上的离心力以高的精度注入到壳体中。
此外，通过设置在注入件出口的下端开口部分与电极组的上端之间的距离为0.5至1.0mm，不仅能阻止距离器阻塞出口，而且能避免含在注入件中的电解液附着在壳体的上方开口部分，这发生在通过注入件的出口注入壳体的电解液溅泼时。
本发明的第二个电解液注入设备是用来在未含电解液的电池内注入电解液的一种设备，电池中有由迭层结构构成的电极组，迭层结构由在正负电极之间插入隔离器制成，电极组被这样放在壳体内，使得电极组的层迭平面平行于壳体的深度方向，所述注入设备包括一个旋转台;
一个被所述旋转台如此支撑着的电解液注入件，使得当旋转台旋转时产生的离心力使注入件倾斜，电解质注入件还有一底部呈锥形的内孔，以及在其下端与所述内孔连通的小直径出口;
用来打开/关闭注入件出口的装置;
用来在注入件的下方固定不含电解液的电池，使得注入件的出口插入壳体的开口部分，同时在出口的下方开口部分和电极组的上端之间又保持一所需距离的装置;
用来抽空壳体的抽真空装置;以及用来向注入件供应电解液的电解液供应装置。
一个用本发明的设备注入电解液的电池的例子是镍金属氢化物再主电池。其正、负电极、隔离器以及电解液与上述的相同。
在注入件出口的下方开口部分与电极组上端之间的距离，出于上述相同的理由，需要为0.5至1.0mm。
本发明的这种电解液注入设备，可以比前面讨论的本发明的电解液注入设备以更高的精度和更短的时间在未含电解液的电池内注入电解液。
就是说，由聚酰胺纤维无纺织物构成的隔离器虽然有高的亲水性，但容易受到氧化，因而包括这种隔离器的镍金属氢化物再生电池的自放电特性差。出于这种原因，一般使用在具有高抗氧化性的聚烃纤维无纺织物中添加亲水功能组制成的材料作为隔离器。此外，增加含在再生电池壳体内的电极组的体积，以便增加电池容量。不过，具有亲水功能组添加物的聚烃纤维无纺织物在亲水性上稍差于由聚酰胺纤维无纺织物制成的隔离器。此外，含在壳体内的电极组体积的增加减少了壳体的自由空间，这使得电极组吸收电解液困难。因此，即使含有上述结构的电极组的壳体被纳入前述本发明的注入设备中，并用利用作用在壳体上的离心力注入含在注入件中的电解液时，也会使得电解液难于渗透到电极组中。
在前述的本发明的注入设备中，注入件的出口一般是打开的。因此，如果含有电解液的注入件隔一段时间不用，电解液就会从出口漏出。漏出的电解液难于渗透进上述包含在壳体内的电极组中。因此，除了在某种情况下聚集在电极组上，漏出的电解液不能被电极组完全吸收。如果在这种状态下使旋转台旋转，聚集在电极组上的电解液就散布到外面。这就减少了壳体内的电解液的含量，从而使精度降低。
在本发明的后一种电解液注入设备中，含有上述结构的电极组的壳体被固定装置固定在注入件的下方。此外，壳体和注入件如此安置，使得在注入件出口的下部开口部分和电极组的上端之间保持一所需距离。当注入件的出口被打开/关闭装置关闭时，壳体被抽真空装置抽空，并且由电解液供应装置向注入件供应电解液。因此，含在注入件中的电解液保留在注入件中而不会从其出口漏出。在这种状态下使旋转台旋转，并且在作用在壳体和注入件上的离心力的作用下使注入件的出口打开。因而，因为壳体内的负压和作用在壳体上的离心力，含在注入件中的电解液通过出口平滑而快速地渗透到电极组中去。因此，能够在短的时间内以高的精度在含有电极组的壳体中注入含在注入件中的电解液。结果，改善了电解液注入的工作效率，提高了电池的生产率。
以最佳例子的方式参照附图更加详细地说明本发明。
下面参照附图1和2描述本发明例1的电解质注入设备。
例1如图1所示，转轴2的上端被轴向地固定在盘1上。支承3与转轴2接合并当转轴2旋转时与其一起旋转，这使得转轴2平滑转动。一个电机(未示出)被设置在支撑3的下方，在电机的驱动轴上装有一伞齿轮(未示出)设置在转轴27端的一个伞齿轮(未示出)和驱动轴上的伞齿轮啮合。当电机连续或间断地旋转时，该驱动轴、两个伞齿轮以及转轴2也连续或间断地旋转。这使得盘1连续或间断地旋转。
第一、二、三和四电解液注入机构4、5、6和7以相等的角度间隔例如90°被安置在盘1的同一圆周上。电解液注入机构4至7中的每一个包括两个支撑杆8a、8b，固定着不含电解液的电池的固定装置9，和电解液注入件10。
两个支撑杆8a、8b以一预定距离彼此平行地设置。在支撑杆8a、8b一侧的端部被以相等的角度间隔90°固定在盘1的同一圆周上。驱动杆11被可转动地轴向支撑在两个支撑杆8a、8b之间。
如图1和图2所示，用于固定不含电解液的电池的固定装置9包括两个导棒12a、12b，一个注入件固定器13、两个线圈弹簧14a、14b，两个固定器止动器15a、15b(未示出)，一个支撑板16，和一个电池容纳件17。两个导棒12a、12b的上端被如此轴向地固定在驱动杆11上，使得导棒12a、12b彼此平行。导棒12a、12b的下端被固定在支撑板16上。两个固定器止动器15a、15b具有比导棒12a、12b的直径较大的直径，并且被分别固定在导棒12a、12b上。导棒12a、12b如此穿过注入件固定器13′使得注入件固定器13的下端紧靠固定器止动器15a、15b。注入件固定器13上方有一大直径的圆柱空心部分18，而下方有一直径的圆柱中空部分19。两个线圈弹簧14a、14b被设置在驱动杆11的下表面和固定器13的上表面之间。容纳件17是一设置在支撑板16上的圆柱形容器。
注入件10包括漏斗21，它包括位于其下端的喷咀23。漏斗21和喷咀23分别具有内孔20a和22a，每个孔20a和22a都在其下端呈锥形。漏斗21和喷咀23还分别有一小直径出口20和22。出口20和22与内孔20a和22a分别连通。出口20和内孔22a互相连通。注入件10被插进固定器13的空心部分18内。
电解液供应装置24被设置在例如电解液注入机构5的后面，如图1所示。电解液供应装置24由电解液储存箱25、底端浸在电解液储存箱25内的电解液吸管26有一喷咀被连接在其末端的注入管27以及设置在吸管26和注入管27之间的恒流泵28。在具有这种配置的电解液供应装置中，借助泵28的驱动，存放在储存箱25内的一预定量的电解液被吸管26向上吸。所吸入的电解液被供到注入管27，然后从注入管27的喷咀供到注入件10的漏斗22。
现在参看已讨论过的图1、图2和图3到图5对具有这种安置的电解液注入设备的工作描述如下。
首先，制备不含电解液的镍金属氢化物再生电池。如图3和4所示，每个镍金属氢化物再生电池具有这样的结构一个电极组33被放在其上开口部分有一伸出部分31的圆柱形金属壳体32内，在伸出部分31的内表面涂上柏油密封剂。电极组33由迭层结构38制成，迭层结构38由连接到导线34的一端并且含有氢氧化镍作为活性物质的正电极35和含有吸氢合金作为活性物质的负电极36以及插在正、负电极35、36之间的隔离器37(由聚酰胺纤维无纺织物构成)构成。通过把这种迭层结构38进行螺旋缠绕制成电极组33。
不含电解液的各个再生电池被装进固定装置9的容纳件17中。各电解液注入机构4至7的每个固定装置9的固定器13沿两个导棒12a、12b反抗两个线圈弹簧14a、14b的偏移力被拉向上方，从而把装有没有电解液的再生电池的容纳件17放到支撑板16上。在此之后，除去将固定器13向上拉的力。因而，固定器13被两个线圈弹簧14a、14b向下偏移，并且靠紧两个止动器15a、15b，如图2所示。因此，如图3、4所示，注入件10的喷咀23的出口22的下方开口部分与电极组33的上端分开一个距离l1(例如0.5mm)，这便能防止隔离器37阻塞喷咀23的出口22。
如上面图1所述，电解液供应装置24的喷咀被插入电解液注入机构5的漏斗21的开口部分，从而把由氢氧化钾组成的碱电解液供给漏斗21。接着，盘1被转动，例如逆时针间歇地每次转动90°，以便把电解液供应装置24的喷咀按次序插进电解液注入机构4，7和6的开口部分中，借以向每个漏斗21供应碱电解液。
当不含电解液的再生电池的固定以及对注入件10的碱电解液的供应如上完成时，盘1就被连续地转动。随着转动速度的增加，越来越大的离心力作用在注入件10和每个电解液注入机构4到7的壳体32上。因而，每个注入件10被如此倾斜，使得其与盘1分离并处于几乎水平的位置，如图5所示。此时，含在漏斗21中的碱电解液通过出口20，内孔22a和出口22渗透进电极组33。因此，一预定量的碱电解液以高的精度被注入到每个再生电池中。在注入期间，碱电解液穿过出口22的溅泼被防止了，从而避免了碱电解液附着在伸出部分31的内表面上的密封剂上。
当碱电解液注入之后盘1的转速被减小时，作用在电解液注入机构4至7上的离心力逐渐变弱。因而，机构4至7渐渐向下落，以便回到每一机构从盘1的两个支撑杆8a、8b上悬挂的状态，如图1所示。
当电解液注入完成时，每个电解液注入机构4至7的固定器13沿两个导棒12a、12b被向上拉，容纳着装有电解液的再生电池的容纳件17被收集。
从所述设备上移下的装有电解液的每个再生电池被用来装配成镍金属氢化物再生电池。更具体地说，如图6所示，一个环状绝缘密封垫39被放在伸出部分31的下端上，密封盖组件40，它也起防爆作用并作为正电极端子被放在绝缘垫39上，并且密封盖组件40借助于卷边被气密地固定在壳体32上，在图6中的密封盖组件40包括一环状密封片42，一个帽状正电极端子43和一橡胶安全阀44。密封片42的中心有一孔41，正端子43被如此固定在密封片42上，使其盖住孔41。安全阀44安置在由密封片42和正端子43围成的空间内，从而封闭层住孔41。正引线34的另一端连接在密封片42的下表面上。
具有上述结构的电解液注入设备可以在壳体32中精确地注入一预定量的电解液。此外，能够在通过喷咀23的出口22向壳体32注入电解液时避免含在漏斗21中的电解液由于溅泼而附着在伸出部分31的内表面上的密封剂上。因而，能够改善注入电解液之后用上述方法装配的电池的气密性，从而改善电池的可靠性。
例2下面参照图7、图8说明例2的电解液注入设备。
如图7所示，旋转轴52的上端被轴向地固定在盘51上。一个支承53与旋转轴52接合并当转轴52转动时随其一起转动。这使旋转轴52的转动平滑。一个电机(未示出)被设置在支承53的下方，并且在电机的驱动轴上配备有一个伞齿轮(未示出)。配置在转轴52的下端的一个伞齿轮和驱动轴的伞齿轮啮合。当电机间歇或连续地转动时，驱动轴、两个伞齿轮、和旋转轴52也连续或间歇地转动。使盘51间歇或连续地转动。
第一、二、三和四电解液注入机构54、55、56和57以相等的角度间隔例如90°被设置在盘51的同一圆周上。每个电解液注入机构54至57包括两个支撑杆58a、58b，用来容纳不含电解液的电池的容纳装置59，电解液注入件60，打开/关闭装置61，以及抽真空装置62。
两个支撑杆58a、58b彼此平行地设置，并且其间有一预定距离，支撑杆58a、58b一侧的端部以相等的角度间隔90°固定在盘51的同一圆周上。驱动件63被可转动地轴向支撑在两个支撑杆58a、58b之间。
如图7、图8所示，固定不含电解液的电池的固定装置59包括两个导棒64a、64b、注入件固定器65、两个线圈弹簧66a、66b、两个固定器止动器67a、67b(未示出)、一个支撑板68和一个电池容纳件69。两个导棒64a、64b的上端部被轴向地固定在驱动杆63上，使得导棒64a、64b彼此平行。导棒64a、64b的下端被固定在支撑板68上。两个固定器止动器67a、67b具有大于导棒64a、64b直径的直径，并分别配置在导棒64a、64b上。导棒64a、64b穿过注入件固定器65，使得注入件65的下端紧靠固定器止动器67a、67b。注入件固定器65具有第一圆柱空心部分71，在其上部圆周表面部分有第一环形槽部分70，在其上部圆周表面部分有第一环形槽部分70，以及在空心部分71的下端形成的第二圆柱空心部分72，其直径小于中空部分71的直径。注入件固定器65还有在中空部分72的下圆周表面部分形成的第二环状槽部分73，以及在中空部分72的下端形成的第四圆柱中空部分74，其直径比开槽部分73的小比壳体的伸出部分的大(以后说明)。一O形环75被放入开槽部分70内。一个环形垫76与开槽部分73接合。两个线圈弹簧66a、66b设置在驱动杆63的下表面和固定器65的上表面之间，使固定器65向下偏移。容纳件69是一个设置在支撑板68上的圆柱形容器。
注入件60包括漏斗78，它包括位于其下方的喷咀80，漏斗78和喷咀80分别具有下端呈锥形的内孔77a、79a。漏斗78和喷咀80也分别有一小直径出口77、79。出口77、79分别和内孔77a、79a连通。出口77和内孔70a彼此相通。注入件60的下部被插进固定器65的中空部分中。
打开/关闭装置61包括导向装置81，圆柱82的上部有一供气管82a，在其下部有一排气孔(未示出)，具有一上法兰部分83a的活塞83，具有上法兰部分84和下端锥形部分的锥形针85，线圈弹簧86，和驱动件(未示出)。导向装置81是一圆柱形，在侧壁上有一喷咀插入孔87，并被安置在漏斗78的上端。圆柱82安置在导向装置81的上端。活塞83的下端通过导向装置81。活塞83在圆柱体82中垂直地往复运动。锥形针85的锥形部分下端可以插入漏斗78的出口77，并且锥形针85的法兰部分用螺母88和活塞83的下端相连。驱动件连接到供气管82a上。在这种打开/关闭装置61中，当空气通过供气管82a供到圆柱体82内并且然后由驱动件的驱动通过排出孔排出时，活塞83则反抗线圈弹簧86的偏移力向下移动。因而，锥形销85向下运动。结果，锥形销85的锥形部分插进漏斗78的出口77内，从而关闭出口77。另一方面，当驱动件被驱动时，把圆柱体82内的空气压力截小到大气压力，线圈弹簧86伸长，使活塞83向上偏移。因而，锥形销85向上运动。结果，锥形销85的锥形部分从漏斗78的出口77移去，从而打开出口77。
抽真空装置62包括排气管89，阀门90和真空泵(未示出)。排气管89位于固定装置59的固定器65的一端，使其与空心部分72相通，并且真空泵与阀门90相连。
一个电解液供应装置91被设置在例如电解液注入机构55的后面，如图7所示。电解液供应装置91包括电解液存储箱92，电解液吸管93，其底部浸在电解液存储箱92中，注入管94，在其远端连接着喷咀，以及在吸管93和注入管94之间的恒流泵95。在这样设置的电解液供给装置中，存储在存储箱92中的预定量的电解液通过泵95的驱动由吸管93吸向上方，吸上的电解液供给注入管94，然后从注入管94的喷咀供给注入件60的漏斗78。
具有上述设置的电解液注入设备的工作参考图7、图8以及图9至11描述如下。
首先制备镍金属氢化物再生电池，它不含电解液。如图9、10所示，每个镍金属氢化物再生电池具有这样的结构电极组103被放入在其上方开口部分有一伸出部101的圆柱形金属壳体102内，在伸出部101的内表面涂上柏油密封剂。电极组103由迭层结构108制成，迭层结构108由连接到引线104的一端，且含氢氧化镍作为活性物质的正电极105和含有吸氢合金作为活性物质的负电极106以及插在正负电极105、106之间的隔离器107(由聚丙烯纤维和丙烯酸单体制成的枝接聚合物的无纺织物构成)构成。电极组103借助于螺旋绕制这种层迭结构108而成。
每个不含电解液的再生电池被装在容纳装置29的容纳件69中。每个电解液注入机构54至57中的固定装置59的固定器65沿两个导棒64a、64b反抗两个线圈弹簧66a、66b的偏移力被拉向上方，从而把容纳不含电解液的再生电池的容纳件69放在支撑板68上。在此之后，除去拉住固定65的力。因而，固定器65被两个线圈弹簧66a、66b向下偏移，使壳体102的伸出部分101靠紧图8中垫片76的下表面。因此，如图7、8所示，注入件60的喷咀80的出口79的下面开口部分与电极组103的上端分开一距离l2(例如0.5mm)，这便能防止隔离器107阻塞出口79。
如上述的图8所示，当漏斗78的出口77被打开/关闭装置61的锥形销85封闭时，每个电解液注入机构54至57的抽真空装置62的阀门90被打开，并且驱动真空泵。因而，壳体102、漏斗78的出口77的顶端、喷咀80以及固定器65的中空部分72被抽空到例如110乇。在此之后，阀门90被关闭，然后停止真空泵的运转。
如上述的图7所示，电解液供给装置91的喷咀被插进电解液注入机构55的喷咀插入孔87，以便把由氢氧化钾组成的碱电解液供给漏斗78。接着，盘51被转动，例如每次反时针间歇地转动90°，从而把电解液供给装置91的喷咀按电解液注入机构54、57和56的顺序插入其喷咀插入孔87中，借以向每个漏斗78提供碱电解液。因为出口77被锥形销85封闭，注入到每个电解注入机构54至57的漏斗78的碱电解液被保留在漏斗78中而不会通过出口77漏到外面。
当不含电解液的再生电池的固定、再生电池的壳体102的抽真空以及向注入件60的碱电解液的供应如上所述被完成时，盘51被连接旋转。随着转速的增加，作用在注入件60和每个电解液注入机构54至57的壳体102上的离心力越来越大，结果，每个注入件60被如此倾斜，使其离开盘51，并几乎呈水平位置，如图11所示。当盘51的转速达预定值时，驱动件被驱动以便从漏斗78的出口77移开锥形销85的锥形部分，从而打开出口77。当注入件60呈水平位置并且出口77被打开时，在壳体102内建立起负压，并且在壳体102上正在作用着离心力。因此，含在漏斗78内的碱电解液通过出口77、内孔79a以及出口79平滑而快速地穿透进入电极组103。因而，以高精度注入每个再生电池。在注入期间，防止了碱电解液通过出口79的溅泼，因而避免了碱电解液附着在伸出部分101内表面的密封剂上。
当碱电解液注入之后盘51的转速逐渐减小时，作用在电解液注入机构54至57上的离心力慢慢变弱。因而，机构54至57逐渐移向下方，返回到其从两个支撑件58a、58b悬挂着的状态，如图7所示。当盘51的转动停止时，驱动件被驱动，以便把锥形销85的锥形部分插入漏斗78的出口77内，借以封闭出口77。
当碱电解液的注入完成之后，每个电解液注入机构54至57的固定器65沿两个导棒64a、64b拉向上方，装有含有电解液的再生电池的容纳件69被收集。
从所述设备上卸下的已装有电解液的每个再生电池被用来装配成镍金属氢化物再生电池。更具体地说，如图12所示，一环状的绝缘垫109被放在伸出部分101的下端，密封盖组件110，它也起防爆作用并作为正电极端子，被置于绝缘垫109上，并把密封盖组件110用卷边来气密地固定在壳体102上。在图12中，密封盖组件110包括一环形密封片112，一帽状正端子113和一个橡胶安全阀114。密封片112的中心有一孔111，并且正极端子113被如此固定在密封片112上，使其盖住孔111。安全阀114被置于由密封片112和正极端子围成的空间内，使得封闭孔111，正引线104的另一端被连接到密封片112的下表面上。
具有上述结构的电解液注入设备可以比例1所示的设备以较高的精度和较短的时间在壳体102内注入预定量的电解液。此外，因为注入可在短时间内完成，便可改善电解液注入操作的效率，从而提高电池的产量，而且，当电解液通过喷咀8的出口79注入壳体102时，可以避免漏斗78中的电解液的溅泼和在伸出部分101内表面上的密封剂上的附着，因而，可以改善注入电解液后用上述方法装配的电池的气密性，从而提高电池的可靠性。
在上面讨论的例1、例2中，本发明应用于圆柱形镍金属氢化物再生电池，它包括借助于缠绕迭层结构制成的电极组件，其中有一隔离器插在正负电极之间，如图6、12所示，不过，本发明同样地适应于矩形镍金属氢化物再生电池，它包括借助于重迭多个这种迭层结构制成的电极组件。
在例1和例2中，本发明应用于镍金属氢化物再生电池。不过，本发明同样适用于锂离子电池。
在例1和例2中，注入件包括有喷咀的漏斗。然而，注入件可以由不含喷咀的漏斗构成。
此外，在例2中，打开/关闭装置的锥形销借助于气缸作垂直往复运动，然而，锥形销的这种往复运动可以使用凸轮机构作为驱动源来实现。
如上已经详细说明的，本发明的一种电解液注入设备可以在不含电解液的电池内精确地注入一预定量的电解液，并可以改善电池的可靠性。本发明另一种电解液注入设备可以比前一种设备在较短的时间内以较高的精度在不含电解的电池内注入电解液，因而可以改善电池的可靠性。而且，可以改善电池的生产率。
对于本领域的技术人员可以容易地作出改型并带来附加的优点。因此，本发明不限于特定的细节以及此外所述的代表性的装置。因而，不脱离如权利要求限定的总的发明构思可以作出各种改型。
权利要求
1.一种用于向未电解液的电池中注入电解液的电解液注入设备，在所述的电池中有一由迭层结构(38)构成的电极组(33)，迭层结构(38)借助于在正负电极(35、36)间插入隔离器(37)制成，电极组以这样的方式放在壳体(32)内，使得所述电极组(33)的层迭平面平行于所述壳体的深度方向，所述注入设备包括一个旋转台；一个被所述旋转台如此支撑着的电解液注入件(10)，使得该电解液注入件(10)被旋转台转动时的离心力倾斜，所述电解液注入件(10)具有一底部呈锥形的内孔，以及在其下端形成的并且与所述内孔连通的小直径的出口；用来在所述注入件(10)的下方固定所述未含电解液的电池的固定装置(9)，使得所述注入件(10)的出口插进壳体(32)的开口部分，同时在所述出口的下方开口部分和电极组(33)的上端面之间保持一所需距离；以及电解液供给装置(24)，用来对所述注入件(10)供应电解液。
2.如权利要求1的设备，其特征在于，所述电极组(33)具有螺旋地缠绕所述迭层结构(38)的结构。
3.如权利要求1的设备，其特征在于，所述电极组(33)具有多个所述迭层结构互相重迭的结构。
4.如权利要求1的设备，其特征在于，所述电解液是碱电解液。
5.如权利要求4的设备，其特征在于，所述正电极(35)含有氢氧化镍作为活性物质，所述负电极(36)含有吸氢合金作为活性物质。
6.如权利要求1的设备，其特征在于，所述注入件(10)的出口的下方开口部分和电极组(33)的上端之间的距离为0.5至1.0mm。
7.一种用于向未含电解液的电池中注入电解液的电解液注入设备，在所述电池中有一电极组(103)，它由迭层结构(108)构成，所述迭层结构(108)借助于在正负电极(105、106)之间插入隔离器(107)制成，电极组件(103)这样放在壳体(102)中，使得所述电极组(103)的层迭平面平行于所述壳体(102)的深度方向，所述注入设备包括一个旋转台;一个由所述旋转台这样支撑着的电解液注入件(60)，使得该注入件(60)被所述旋转台转动时的离心力倾斜，所述注入件(60)具有一底部呈锥形的内孔，以及在其底部形成的和所述内孔连通的小直径出口;用来打开/关闭所述注入件(60)的出口的打开/关闭装置(61)。用来在所述注入件(60)的下方固定不含电解液的电池的固定装置(59)，使得所述注入件(60)的出口插进壳体(102)的开口部分，同时在所述出口(79)的下方开口部分和所述电极组(103)的上端之间保持一所需距离;用来抽空所述壳体(102)的抽真空装置(62);以及用来向所述注入件(60)供应电解液的电解液供应装置(91)。
8.如权利要求7的设备，其特征在于，所述电极组(103)具有使所述迭层结构(108)被螺旋地缠绕的结构。
9.如权利要求7所述设备，其特征在于，所述电极组(103)具有多个所述迭层结构(108)彼此重迭的结构。
10.如权利要求7的设备，其特征在于，所述电解液是碱电解液。
11.如权利要求10的设备，其特征在于，所述正电极(105)含有氢氧化镍作为活性物质，所述负电极(106)含有吸氢合金作为活性物质，所述隔离器(107)是具有亲水功能基的聚烯烃纤维无纺织物。
12.如权利要求7的设备，其特征在于，所述注入件(60)的出口的下方开口部分和所述电极组(103)上端之间的距离为0.5至1.0mm。
13.如权利要求7的设备，其特征在于，所述打开/关闭装置(61)具有一设置在注入件(60)内的锥形销(85)，并适合于沿注入件(60)的轴向移动，以便打开/关闭所述出口。
全文摘要
本发明提供一种电解液注入设备，能精确地向电池内注入电解液。本发明设置包括旋转台，被旋转台支撑着的电解液注入件(10)，注入件被旋转台转动时的离心力倾斜，还有一底部为锥形的内孔和一与内孔相通的位于其下端的小直径出口，一个用来在注入件的下方固定着未含电解液的电池的固定机构，注入件的出口插进壳体的开口，同时在出口的下方开口和电极组件的上端间保持一距离，以及一个用来向注入件(10)供电解液的电解液供应装置(24)。
文档编号H01M2/36GK1103994SQ94115670
公开日1995年6月21日 申请日期1994年9月2日 优先权日1993年9月3日
发明者笠原茂雄, 末冈圣土, 高山元, 左藤真吾, 北条秀実 申请人:东芝电池株式会社