CN106571442B - 一种软包锂电池电解液的注液装置及注液方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种软包锂电池电解液的注液装置及注液方法，其注液装置包括多个真空注液仓，每个真空注液仓的底部分别连接有真空管道，所述真空管道的另一端与真空泵连通；所述真空注液仓的顶部连通有注液管道，且注液管道进入真空注液仓的一端固接有注液针，所述注液管道的另一端连通有储液仓，所述储液仓与每个真空注液仓连接的管路上分别设有注液泵；所述真空注液仓内设有多个真空吸盘，多个真空吸盘相互配合能将电池的气袋打开，注液针伸入到气袋内进行注液，所述真空注液仓的仓壁上连接有泄压通道。本发明所述的该注液装置及注液方法加速了注液过程中电解液对正负极片和隔膜的浸润速度，提高了生产产能。

Description

一种软包锂电池电解液的注液装置及注液方法

技术领域

本发明属于电池加工技术领域，尤其是涉及一种软包锂电池电解液的注液装置及注液方法。

背景技术

锂电池主要依靠锂离子在正极和负极之间的移动来工作，在充放电过程中锂离子在两个电极之间通过电解质往返嵌入和脱嵌，因此电解液与正负极片的浸润程度极大的影响锂电池的各项电性能。而软包装锂离子动力电池尤其是大容量叠片形式的软包装锂离子电池，其能量密度大，倍率性能高，循环性能好和安全性能优越而广受人们关注。因此对大容量叠片形式的软包装锂电池对电解液的注入量、注入精度和浸润效果要求更高。

针对软包装动力锂电池的传统注液模式分为两种，一种是常压注液，另一种是负压注液。常压注液采用多次注液的方式，一般需要2-3次注液才能满足注液量的要求，同时注液后需要进行长时间静置才能保证电解液的浸润效果，生产效率较低。而负压注液的方法是对电池先注液再进行抽真空浸润，此方法可以提高注液速度，但是在抽真空的过程中容易使电解液溢出，从而造成电液损失，抽真空之后还需要对电池进行补液，操作比较复杂，所以一般负压注液时舱内的真空度较低，一般为-10KPa。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种软包锂电池电解液的注液装置及注液方法，以加速注液过程中电解液对正负极片和隔膜的浸润速度，提高生产产能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种软包锂电池电解液的注液装置，包括多个真空注液仓，每个真空注液仓的底部分别连接有真空管道，所述真空管道的另一端与真空泵连通；

所述真空注液仓的顶部连通有注液管道，且注液管道进入真空注液仓的一端固接有注液针，所述注液管道的另一端连通有储液仓，所述储液仓与每个真空注液仓连接的管路上分别设有注液泵；

所述真空注液仓内设有多个真空吸盘，多个真空吸盘相互配合能将电池的气袋打开，注液针伸入到气袋内进行注液，所述真空注液仓的仓壁上连接有泄压通道。

进一步的，所述真空泵与每个真空注液仓连接的管路上分别设有真空阀。

进一步的，所述泄压通道上设有泄压阀。

进一步的，所述真空吸盘设有两个以上，多个真空吸盘在真空注液仓内沿圆周方向均匀分布。

一种软包锂电池电解液的注液方法，包括以下几个步骤：

1)将电池放入真空注液仓内，真空吸盘吸住电池的气袋将气袋打开，注液针伸入到气袋内，真空泵开始进行第一波段的抽真空工作，使真空注液仓内的真空度值达到-50KPa至-90KPa，真空保持时间为3-7秒；

2)开始进行真空保持1秒后，注液泵工作，通过注液针向电池里进行第一次注液，注完电解液后，泄压阀打开，使真空注液仓恢复常压状态，常压保持时间为1-3秒；

3)真空泵开始进行第二波段的抽真空工作，使真空注液仓内的真空度值达到-50KPa至-90KPa，真空保持时间为3-7秒；

4)开始进行真空保持1秒后，注液泵工作，通过注液针向电池里进行第二次注液，注完电解液后，泄压阀打开，使真空注液仓恢复常压状态，常压保持时间为1-3秒；

5)真空泵开始进行第三波段的抽真空工作，使真空注液仓内的真空度值达到-50KPa至-90KPa，真空保持时间为3-7秒；

6)开始进行真空保持1秒后，注液泵工作，通过注液针向电池里进行第三次注液，注完电解液后，泄压阀打开，使真空注液仓恢复常压状态；

7)取出电池，对注液的电池进行称重，检测电池是否在规定的重量范围内。

进一步的，所述第一波段的真空注液仓内的真空度值为-50KPa或-60KPa。

进一步的，所述第二波段的真空注液仓内的真空度值为-70KPa或-80KPa。

进一步的，所述第三波段的真空注液仓内的真空度值为-80KPa或-90KPa。

进一步的，第一波段、第二波段和第三波段的真空保持时间为5秒。

进一步的，所述注液泵具有称重电解液的功能，精度为0.01g。

相对于现有技术，本发明所述的一种软包锂电池电解液的注液装置及注液方法具有以下优势：

本发明所述的该装置将注液机真空单元和注液单元进行合并，采用先抽真空，在高真空度下对电池进行注液，电解液依靠储液舱与电池内部的较大压强差快速注入到电池内部，加速电解液与正负极片和隔膜的浸润，同时防止电解液外溢；

同时将注液方式改为波段式真空注液，通过不断变更真空注液舱体的真空度使电解液内部的微小气泡排出，保证电解液与正负极片和隔膜完全浸润，进一步促进电解液浸润的同时极大缩短了后续的静置时间，没有改进的注液设备及方法对电池注液后需要电池完成注液后静置24-36h，使用本发明所述的装置及注液方法注液后静置的时间缩短了一半，提高了生产产能和效率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的注液装置结构示意图；

图2为本发明实施例所述的波段式真空注液模拟示意图。

附图标记说明：

1-储液仓；2-注液泵；3-真空注液仓；4-注液针；5-泄压阀；6-真空吸盘；7-真空阀；8-真空泵；9-真空管道；10-注液管道；11-泄压通道；12-电池；S1-抽真空阶段；S2-真空保持阶段；S3-注液阶段；S4-泄真空阶段；S5-常压保持阶段。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语解释：

波段式真空注液模式：注液时会进行数次抽真空、泄真空的过程，注液时保证真空注液舱体内部有一定的真空度，当设备开始泄真空时不对电池进行注液。由于真空注液是波段式进行，可以使电池所处真空注液舱中的气压强不断发生变化，对于电池而言相当于受到外界气压的拍打，可以促进电池内部微小气泡的排出，保证电解液与正负极片和隔膜的深度完全浸润。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种软包锂电池电解液的注液装置，包括多个真空注液仓3，每个真空注液仓3的底部分别连接有真空管道9，所述真空管道9的另一端与真空泵8连通；

所述真空注液仓3的顶部连通有注液管道10，且注液管道10进入真空注液仓3的一端固接有注液针4，所述注液管道10的另一端连通有储液仓1，所述储液仓1与每个真空注液仓3连接的管路上分别设有注液泵2，所述真空泵8与每个真空注液仓3连接的管路上分别设有真空阀7；

所述真空注液仓3内设有多个真空吸盘6，多个真空吸盘6在真空注液仓3内沿圆周方向均匀分布，多个真空吸盘6相互配合能将电池12的气袋打开，注液针4伸入到气袋内进行注液，所述真空注液仓3的仓壁上连接有泄压通道11，所述泄压通道11上设有泄压阀5。

如图2所示，采用软包锂电池电解液注液装置时实现的注液方法，包括以下几个步骤：

1)将电池12放入真空注液仓3内，真空吸盘6吸住电池12的气袋将气袋打开，注液针4伸入到气袋内，真空泵8开始进行第一波段的抽真空工作，抽完真空关闭真空阀7，保证真空注液仓3与真空泵8密封隔离，抽真空使真空注液仓3内的真空度值达到-50KPa至-90KPa，真空保持时间为3-7秒；

第一波段的真空度值优选-50KPa，真空保持时间为5秒；

2)开始进行真空保持1秒后，注液泵2工作，通过注液针4向电池12里进行第一次注液，注完电解液后，泄压阀5打开，使真空注液仓3恢复常压状态，常压保持时间为1-3秒；

第一波段优选真空保持时间为5秒，那么第一次注液时间为4秒，注完电解液后泄压，常压保持时间优选为1秒；

3)真空泵开始进行第二波段的抽真空工作，使真空注液仓3内的真空度值达到-50KPa至-90KPa，真空保持时间为3-7秒；

第二波段的真空度值优选-70KPa，真空保持时间为5秒；

4)开始进行真空保持1秒后，注液泵2工作，通过注液针4向电池12里进行第二次注液，注完电解液后，泄压阀5打开，使真空注液仓3恢复常压状态，常压保持时间为1-3秒；

第二波段优选真空保持时间为5秒，那么第二次注液时间为4秒，注完电解液后泄压，常压保持时间优选为1秒；

5)真空泵8开始进行第三波段的抽真空工作，使真空注液仓3内的真空度值达到-50KPa至-90KPa，真空保持时间为3-7秒；

第三波段的真空度值优选-80KPa，真空保持时间为5秒；

6)开始进行真空保持1秒后，注液泵2工作，通过注液针4向电池12里进行第三次注液，注完电解液后，泄压阀5打开，使真空注液仓3恢复常压状态；

第二波段优选真空保持时间为5秒，那么第二次注液时间为4秒，注完电解液后泄压时真空注液仓3内保持常压状态；

7)取出电池12，对注液的电池12进行称重，检测电池12是否在规定的重量范围内。

在本发明中所述的技术方案是在现有注液装置的基础上进行改进的，根据现有注液存在的缺陷进行了方法的改进，对电池12在注液过程中进行技术和设备改造，真空单元和注液单元合并，采用波段式真空注液模式，促进了电池12在注液后对电解液的浸润，缩短注液后的静置时间为4-12h，使生产产能提高50％-60％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种软包锂电池电解液的注液方法，其特征在于：使用软包锂电池电解液注液装置，其中：该软包锂电池电解液注液装置包括多个真空注液仓(3)，每个真空注液仓(3)的底部分别连接有真空管道(9)，所述真空管道(9)的另一端与真空泵(8)连通；所述真空注液仓(3)的顶部连通有注液管道(10)，且注液管道(10)进入真空注液仓(3)的一端固接有注液针(4)，所述注液管道(10)的另一端连通有储液仓(1)，所述储液仓(1)与每个真空注液仓(3)连接的管路上分别设有注液泵(2)；

所述真空注液仓(3)内设有多个真空吸盘(6)，多个真空吸盘(6)相互配合能将电池(12)的气袋打开，注液针(4)伸入到气袋内进行注液，所述真空注液仓(3)的仓壁上连接有泄压通道(11)；

所述真空泵(8)与每个真空注液仓(3)连接的管路上分别设有真空阀(7)，所述泄压通道(11)上设有泄压阀(5)，所述真空吸盘(6)设有两个以上，多个真空吸盘(6)在真空注液仓(3)内沿圆周方向均匀分布；

所述软包锂电池电解液的注液方法包括以下几个步骤：

1)将电池(12)放入真空注液仓(3)内，真空吸盘(6)吸住电池(12)的气袋将气袋打开，注液针(4)伸入到气袋内，真空泵(8)开始进行第一波段的抽真空工作，使真空注液仓(3)内的真空度值达到-50KPa至-60KPa，真空保持时间为3-7秒；

2)开始进行真空保持1秒后，注液泵(2)工作，通过注液针(4)向电池(12)里进行第一次注液，注完电解液后，泄压阀打开，使真空注液仓(3)恢复常压状态，常压保持时间为1-3秒；

3)真空泵(8)开始进行第二波段的抽真空工作，使真空注液仓(3)内的真空度值达到-70KPa至-80KPa，真空保持时间为3-7秒；

4)开始进行真空保持1秒后，注液泵工作，通过注液针(4)向电池(12)里进行第二次注液，注完电解液后，泄压阀(5)打开，使真空注液仓(3)恢复常压状态，常压保持时间为1-3秒；

5)真空泵(8)开始进行第三波段的抽真空工作，使真空注液仓(3)内的真空度值达到-80KPa至-90KPa，真空保持时间为3-7秒；

6)开始进行真空保持1秒后，注液泵工作，通过注液针(4)向电池(12)里进行第三次注液，注完电解液后，泄压阀打开，使真空注液仓(3)恢复常压状态；

7)取出电池(12)，对注液的电池(12)进行称重，检测电池(12)是否在规定的重量范围内。

2.根据权利要求1所述的注液方法，其特征在于：所述第一波段的真空注液仓(3)内的真空度值为-50KPa或-60KPa。

3.根据权利要求1所述的注液方法，其特征在于：所述第二波段的真空注液仓(3)内的真空度值为-70KPa或-80KPa。

4.根据权利要求1所述的注液方法，其特征在于：所述第三波段的真空注液仓(3)内的真空度值为-80KPa或-90KPa。

5.根据权利要求1所述的注液方法，其特征在于：第一波段、第二波段和第三波段的真空保持时间为5秒。

6.根据权利要求1所述的注液方法，其特征在于：所述注液泵具有称重电解液的功能，精度为0.01g。