CN103928653B - 电池注液机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池注液机，其包括收容装有若干待注电解液电池的电池盒的注液夹具、用于控制化成所用触点分别与所述电池正负极的脱开与吸合的开口化成装置、用于对整个所述注液夹具抽真空的真空箱、用于将电池盒装入和拉出所述注液夹具的升降机构、使所述注液夹具间歇运动的传动机构、用于对电池注入电解液的注液机构和监控上述每个部件工作的电器控制***，所述注液机构包括自动注液部。与相关技术相比，本发明电池注液机实现了真空注液，真空下开口化成，占用空间小，注液效率高，结构简单，成本低，适用大容量，高密度电池注液。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种电池注液机，尤其涉及一种给锂离子电池注电解液的电池注液机。
【背景技术】
随着电子智能时代的到来，人们对电子产品的需求越来越大，而为电子产品提供工作动力的电池则成为重点，特别是锂离子电池发展，则成为热门话题。将电解液注入电池壳内的工序是锂离子电池生产过程中必不可少的工序，因此出现了不同的给电池注电解液的注液机。
相关技术的电池注液机包括半自动转盘式注液机和全自动转盘式注液机，这些注液机结庞大，需要占用一个大的干燥房间，由于干燥房的维护及运行成本很高，因此其对电池的制造成本有很大的压力，且在干燥房里面工作时对人的健康有很大的影响。且相关技术的注液机只适用于小容量，低密度电池注液；对于大容量，高密度电池注液，就显现出效率低，设备成本高，占用空间大，下液困难等问题。成本较高，机构复杂，维护较困难，因其真空密封部位过多，且多为密封圈密封，密封圈经电解的腐蚀而老化，密封性能下降，更换密封圈较复杂。维修时间较长，维修成本较高，且问题不易查出。
因此又出现了相关技术的另一种两工位直线式注液机，而这种注液机是在手套箱中完成，但此种注液机的工作原理与转盘式注液机的工作原理不同，转盘式注液机采用先抽真空后注液，而两工位直线式注液机采用先注液后抽真空；先注液后抽真空造成电解的浪费严重，注液效率不高，劳动强度大，注液量不一致，造成产品质量不稳定。
因此，确实有必要提出一种新的电池注液机以克服上述技术问题。
【发明内容】
本发明需解决的技术问题是提供一种适用性广、高密度注液效率高、占用空间小且成本低的电池注液机。
根据上述的技术问题，设计了一种电池注液机，其目的是这样实现的：
一种电池注液机，其包括收容装有若干待注电解液电池的电池盒的注液夹具、用于控制化成所用触点分别与所述电池正负极的脱开与吸合的开口化成装置、用于对整个所述注液夹具抽真空的真空箱、用于将电池盒装入和拉出所述注液夹具的升降机构、使所述注液夹具间歇运动的传动机构、用于对电池注入电解液的注液机构和监控上述每个部件工作的电器控制***。
优选的，所述注液夹具包括安装在所述真空箱底部的注液支板、固定安装在所述注液支板上的注液托板、安装在所述注液托板上的电池盒、注液套杯及注液拉板和安装在所述注液拉板上的注液压板，所述注液压板与所述注液拉板及所述注液托板共同形成所述注液夹具的运动部。
优选的，所述注液夹具分1~5层，每层可同时对8~150个电池进行真空注液，所述注液套杯采用阀控式密封将所述电解液密封在其内，不使所述电解液自动流入所述电池内部，待真空箱抽完真空后将注液阀打开，实现真空注液。
优选的，所述电池盒上设有将所述电池盒推入或拉出所述注液夹具的沟槽，所述注液套杯的注液口的中心与对应的每个所述电池的中心不在同一中心线上，偏心距为1~15mm。
优选的，所述开口化成装置包括电磁铁安装板和固定安装在所述电磁铁安装板上的电磁铁，通过所述电磁铁的通断电控制化成所用触点与所述电池正负极的脱开与吸合。
优选的，所述真空箱包括真空箱支架、固定安装在所述真空箱支架外部的气缸和安装在所述真空支架上的真空罩、旋转球阀、真空泵、导柱和直线轴承，所述真空罩下部设有用于封密的密封条，所述密封条与所述真空箱底板相接合，形成一个封闭的真空空间。
优选的，所述真空箱底部设有四根穿过所述真空箱的所述导柱，所述导柱在所述真空箱内部与所述注液夹具相连接并在所述真空箱外部与所述气缸连接，通过所述气缸的运动拉动所述注液夹具运动，所述真空箱与所述导柱采用双气封密封保持真空。
优选的，所述传动机构包括设于工作台上的横向导轨和纵向导轨，述纵向导轨与所述横向导轨形成方形传动轨道并交替运动，推动所述注液夹具在所述方形传动轨道上作间歇运动，所述方形传动轨道设有6~20个工位，其中有一个工位为空工位，每个所述工位上的所述真空箱逐个占用该空工位，从而实现间歇循环运动，每个所述工位间歇停止1~20分钟，每个所述真空箱完成一个循环需要10~120分钟。
优选的，所述注液机构包括与导轨相联接滑台及若干定量注液泵，滑台上安装有1~10个注液头，每个所述注液头分别与每个所述定量注液泵相联接，实现定量向所述注液套杯中注液。
优选的，所述电器控制***包括1~23台可编程控制器，一台人机界面，通过RS485通信接口组成工业控制网络，实现对每个所述工位上的真空箱进行监控。
与相关技术相比，本发明电池注液机适用性广、高密度注液效率高、占用空间小且成本低。
【附图说明】
图1为本发明电池注液机立体结构图。
图2为图1底部视角结构示意图。
图3为图1后侧视角结构示意图。
图4为图1左侧视角结构示意图。
图5为本发明电池注液机的注液夹具立体结构图，已装配了注液机构和真空箱。
图6为本发明电池注液机的注液夹具两种不同状态的立体结构图，已装配了真空箱，A图为真空箱打开状态，B图为真空箱关闭状态。
图7为本发明电池注液机的注液机构中的单个单元结构示意图。
图8为本发明电池注液机的真空箱支架立体结构图。
图9为本发明电池注液机的注液机构立体结构图。
图10为本发明电池注液机的注液机构中的注液套杯立体结构图。
图11为本发明电池注液机的注液机构和开口发成装置的立体分解图。
图12为本发明电池注液机的整体支架立体结构图。
图13为本发明电池注液机传动机构5的部分立体结构图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
如图1-6所示，一种电池注液机100，其包括收容装有若干待注电解液电池的电池盒7的注液夹具1、用于控制化成所用触点分别与所述电池正负极的脱开与吸合的开口化成装置2、用于对整个所述注液夹具1抽真空的真空箱3、用于将电池盒7装入和拉出所述注液夹具1的升降机构4、使所述注液夹具1间歇运动的传动机构5、用于对电池注入电解液的注液机构6和监控上述每个部件工作的电器控制***（未图示）。
注液夹具1包括注液套杯托板11、注液套杯12、注液压板13、注液拉板14、注液支板15、注液密封轴16、弹簧17、密封圈18，注液套杯12安装于注液托板11上，注液托板11安装于注液支板15上，注液支板15安装于真空箱3底板上，电池盒7的底板也安装于注液托板11上，形成注液夹具1的整体支架；注液压板13安装于注液拉板14上形成联动，注液拉板14安装于注液托板11上，三者共同形成注液夹具1的运动部件；注液密封轴16和弹簧17安装于注液套杯12中，形成注液阀（未标号）；注液压板13的上下运动，压着注液密封轴16，实现注液阀的打开和关闭，从而实现真空注液。本实施方式中，注液夹具1分1~5层，每层可同时对8~150个电池进行真空注液。
同时参加图7-13，注液套杯12采用阀控式密封将所述电解液密封在其内，不使所述电解液自动流入所述电池内部，待真空箱抽完真空后将注液阀打开，实现真空注液。
电池盒7上设有将电池盒7推入或拉出注液夹具1的沟槽71，注液套杯12的注液口中心与对应的每个待注电解液的电池的中心不在同一中心线上，偏心距为1~15mm。
开口化成装置2包括电磁铁安装板21和固定安装在电磁铁安装板21上的电磁铁22，通过电磁铁22的通断电控制化成所用触点与所述电池正负极的脱开与吸合。电磁铁22吸住盖帽23使盖子竖起即可开始注电解液。
真空箱3包括真空箱支架35、固定安装在真空箱支架外部的气缸（未图示）和安装在真空支架上的真空罩31、旋转球阀（未图示）、真空泵32、导柱33和直线轴承（未标号），真空罩31下部设有用于封密的密封条34，密封条34与真空箱3的底板相接合，形成一个封闭的真空空间，易于对整个注液夹具1抽真空。通过控制真空箱3两侧的气缸实现真空罩31的上下运动而对整个注液夹具1抽真空。
具体的，本实施方式中，真空箱3的底部设有四根穿过真空箱3的导柱33，导柱33在真空箱3内部与注液夹具1相连接并在真空箱3外部与气缸连接，通过气缸的运动拉动注液夹具1运动，真空箱3与导柱33采用双气封密封保持真空。
升降机构4，包括电机固定座、电机、与电机相连的滚珠丝杆、与丝杆相连的导轨（未图示）、与导轨相连的注液托板11。通过电机驱动注液托板11上下运动，实现自动上下电池的作用；
传动机构5包括工作台、设于工作台上的横向导轨51、纵向导轨52、丝杆及滑台，设于滑台上的连接板、与丝杆相连的驱动步进电机，纵向导轨52与横向导轨51形成方形传动轨道并交替运动，推动注液夹具1在方形传动轨道上作间歇运动。本实施方式中，方形传动轨道设有6~20个工位（未图示），其中有一个工位为空工位，每个所述工位上的真空箱3逐个占用该空工位，从而实现间歇循环运动，每个所述工位间歇停止1~20分钟，每个所述真空箱完成一个循环需要10~120分钟；
注液机构6包括与导轨相联接滑台（未图示）及若干定量注液泵61，滑台上安装有1~10个注液头62，每个注液头62分别与每个定量注液泵61相联接，实现定量向注液套杯12中注液。
电器控制***包括1~23台可编程控制器（未图示），一台人机界面（未图示），通过RS485通信接口组成工业控制网络，实现对每个所述工位上的真空箱3进行监控。
本发明的电池注液机在使用时，其工作原理是这样的：先在出入电池工位处将真空箱打开，升降机构将装满电池的电池盒装入注液夹具内；再在注电解液工位处，注液机构通过海霸泵将定量的电解液间歇地注入注液夹具；接着在真空注电解液工位处，真空箱关闭，对准备好的注液夹具抽真空，注液（同时甚至可以加充氮气），开口化成；真空箱在真空注液的同时，在传动机构的作用下间歇地在各个工位上运动；当运动至出入电池工位处时，真空箱打开，升降机构把已注好电解液的电池盒从注液夹具上取出，再次重新装入待注电解液的电池盒，如此循环实现真空注液并开口化成。
与相关技术相比，本发明电池注液机实现了单工位对100-500支电池进行先抽真空后注液，降低了注液时间，大大提高了注液效率；降低了电解液的挥发，提高了电池内的含液一致性，降低了成本；避免了焊接盖帽时因电解液未擦干净影响焊接质量，大大提高了电池的性能；维护及维修方便，故障率极低，因其结构简单，传动单一，真空密封处极少，密封圈更换极其方便，维修成本较低。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电池注液机，其特征在于：所述电池注液机包括收容装有若干待注电解液电池的电池盒的注液夹具、用于控制化成所用触点分别与所述电池正负极的脱开与吸合的开口化成装置、用于对整个所述注液夹具抽真空的真空箱、用于将电池盒装入和拉出所述注液夹具的升降机构、使所述注液夹具间歇运动的传动机构、用于对电池注入电解液的注液机构和监控上述每个部件工作的电器控制***，所述开口化成装置包括电磁铁安装板和固定安装在所述电磁铁安装板上的电磁铁，通过所述电磁铁的通断电控制化成所用触点与所述电池正负极的脱开与吸合。
2.根据权利要求1所述的电池注液机，其特征在于：所述注液夹具包括安装在所述真空箱底部的注液支板、固定安装在所述注液支板上的注液托板、安装在所述注液托板上的电池盒、注液套杯及注液拉板和安装在所述注液拉板上的注液压板，所述注液压板与所述注液拉板及所述注液托板共同形成所述注液夹具的运动部。
3.根据权利要求2所述的电池注液机，其特征在于：所述注液夹具分1～5层，每层可同时对8～150个电池进行真空注液，所述注液套杯采用阀控式密封将所述电解液密封在其内，不使所述电解液自动流入所述电池内部，待真空箱抽完真空后将注液阀打开，实现真空注液。
4.根据权利要求1所述的电池注液机，其特征在于：所述电池盒上设有将所述电池盒推入或拉出所述注液夹具的沟槽，所述注液套杯的注液口中心与对应的每个所述电池的中心不在同一中心线上，偏心距为1～15mm。
5.根据权利要求1所述的一种电池注液机，其特征在于：所述真空箱包括真空箱支架、固定安装在所述真空箱支架外部的气缸和安装在所述真空支架上的真空罩、旋转球阀、真空泵、导柱和直线轴承，所述真空罩下部设有用于封密的密封条，所述密封条与所述真空箱底板相接合，形成一个封闭的真空空间。
6.根据权利要求5所述的电池注液机，其特征在于：所述真空箱底部设有四根穿过所述真空箱的所述导柱，所述导柱在所述真空箱内部与所述注液夹具相连接并在所述真空箱外部与所述气缸连接，通过所述气缸的运动拉动所述注液夹具运动，所述真空箱与所述导柱采用双气封密封保持真空。
7.根据权利要求1所述的一种电池注液机，其特征在于：所述传动机构包括设于工作台上的横向导轨和纵向导轨，所述纵向导轨与所述横向导轨形成方形传动轨道并交替运动，推动所述注液夹具在所述方形传动轨道上作间歇运动，所述方形传动轨道设有6～20个工位，其中有一个工位为空工位，每个所述工位上的所述真空箱逐个占用该空工位，从而实现间歇循环运动，每个所述工位间歇停止1～20分钟，每个所述真空箱完成一个循环需要10～120分钟。
8.根据权利要求1所述的一种电池注液机，其特征在于：所述注液机构包括与导轨相联接滑台及若干定量注液泵，滑台上安装有1～10个注液头，每个所述注液头分别与每个所述定量注液泵相联接，实现定量向所述注液套杯中注液。
9.根据权利要求7所述的一种电池注液机，其特征在于：所述电器控制***包括1～23台可编程控制器，一台人机界面，通过RS485通信接口组成工业控制网络，实现对每个所述工位上的真空箱进行监控。
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| CN103928653A (zh) | 2014-07-16 |
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Legal Events
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