CN116315512B - 一种锂电池的注液装置及注液方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池的注液装置及注液方法，该装置包括：框架，其具有作业区；承载台，其设置在所述作业区内，所述承载台具有多种承载方式，用于承载不同放置状态下的锂电池；超声波换能器，其设置在所述框架上且在所述作业区内活动，以使所述超声波换能器与所述承载台上的锂电池接触；注液管，其设置在所述作业区内，所述注液管与所述锂电池的注液孔连通；本申请通过超声波换能器产生超声振动，增加锂电池内的电解液运动，减小电解液与固体界面的润湿角，快速达到良好的浸润效果，缩短了浸润时长；而且还通过承载台承载不同放置状态下的锂电池，使得锂电池能够以不同的位置进行超声振动，避免浸润不全面。

Description

一种锂电池的注液装置及注液方法

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种锂电池的注液装置及注液方法。

背景技术

新能源汽车市场的发展，带来了锂电池的旺盛需求，同时也带来了激烈的行业及产品竞争。目前，锂电池在生产过程需要注入电解液，并在注液工序后需经过长时间的静置，保证电解液在电池内部均匀扩散，以充分浸润电池内部的正负极活性材料及隔膜。若电解液浸润效果不好，将会阻碍锂离子在正负极之间的传输，且未接触电解液的极片将无法参与电池内的电化学反应，电极活性物质表面无法形成稳定固态电解质保护膜，直接影响影响电池的倍率、循环及安全性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂电池的注液装置及注液方法，旨在解决现有技术中的电解液充分浸润的技术问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案有：

本发明提供一种锂电池的注液装置，其包括：

框架，其具有作业区；

承载台，其设置在所述作业区内，所述承载台具有多种承载方式，用于承载不同放置状态下的锂电池；

超声波换能器，其设置在所述框架上且在所述作业区内活动，以使所述超声波换能器与所述承载台上的锂电池接触；

注液管，其设置在所述作业区内，所述注液管与所述锂电池的注液孔连通。

与现有技术相比，本申请通过超声波换能器产生超声振动，增加锂电池内的电解液运动，减小电解液与固体界面的润湿角，快速达到良好的浸润效果，缩短了浸润时长；而且还通过承载台承载不同放置状态下的锂电池，使得锂电池能够以不同的位置进行超声振动，避免浸润不全面。

在一种实施例中，所述承载台包括：

台座；

两个承托板，两个所述承托板与所述台座转动连接且共用同一个连接轴；

两个升降组件，其分别与两个所述承托板驱动连接，以使两个所述承托板之间形成一夹角α，其中，90°≤α≤180°。

在一种实施例中，两个所述承托板在两个所述升降组件的驱动作用下相对所述台座具有可转换的第一位置和第二位置；

在两个所述承托板处于第一位置时，夹角α等于180°，用于承载水平状态下的锂电池；

在两个所述承托板处于第二位置时，夹角α等于90°，用于承载倾斜状态下的锂电池。

在一种实施例中，两个所述承托板的上侧面均滑动设置设有限位件，所述限位件在外力作用下移动至所述锂电池的侧面并与所述锂电池贴合固定。

在一种实施例中，所述框架通过三轴活动组件与所述超声波换能器连接，以改变所述超声波换能器在所述作业区内的位置。

在一种实施例中，所述三轴活动组件包括：

活动轴，其与所述框架滑动连接，用于沿第一方向运动；

活动件，其与所述活动轴滑动连接，用于在所述滑动轴上沿第二方向运动；伸缩件，其一端与所述活动件连接，另一端与所述超声波换能器连接，用于使所述超声波换能器沿第三方向运动，以远离或靠近所述锂电池。

在一种实施例中，所述框架和所述活动轴上均具有指示记录点；

所述框架和所述活动轴上的指示记录点配合，以使所述超声波换能器定位固定在所述锂电池上的相应位置。

本发明还提供一种锂电池的注液方法，其应用如上所述的锂电池的注液装置，包括：

S1：锂电池以倾斜状态放置到承载台上；

S2：向所述锂电池分批次注入电解液，并根据注入批次将超声波换能器贴合所述锂电池的相应位置。

在一种实施例中，该步骤S2具体为：

S21：将锂电池的电解液注入量划分为n个批次，并确定每个注入批次的量在所述锂电池内所对应的浸没位置；

S22：根据每个注入批次的浸没位置确定超声波换能器，并在框架和活动轴上设置指示记录点；

S23：根据当前注入批次和所对应的指示记录点，移动所述超声波换能器并使其贴合所述锂电池。

在一种实施例中，该注液方法还包括：

S31：在完成最后一个批次的电解液注入后，锂电池以水平状态放置到承载台上，并再进行电解液的补注；

S32：使用超声波换能器进行超声振动。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是本申请的一种锂电池的注液装置的示意图；(倾斜状态下的锂电池)

图2是本申请的一种锂电池的注液装置的示意图。(水平状态下的锂电池)

附图标记说明：

10框架、210台座、220承托板、221限位件、230升降组件、310活动轴、320活动件、40锂电池、410卷绕体

具体实施方式

为了更好地阐述本发明，下面参照附图对本发明作进一步的详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明提供一种锂电池的注液装置，其包括：框架10，其具有作业区；承载台，其设置在所述作业区内，所述承载台具有多种承载方式，用于承载不同放置状态下的锂电池40；超声波换能器，其设置在所述框架10上且在所述作业区内活动，以使所述超声波换能器与所述承载台上的锂电池40接触；注液管，其设置在所述作业区内，所述注液管与所述锂电池40的注液孔连通。

具体来说，工人将锂电池40以倾斜状态放置到承载台上，借助所述注液管向所述锂电池40分批次注入电解液，并根据注入批次将超声波换能器贴合所述锂电池40的相应位置进行超声振动；与现有技术相比，本申请通过超声波换能器产生超声振动，增加锂电池40内的电解液运动，减小电解液与固体界面的润湿角，快速达到良好的浸润效果，缩短了浸润时长；而且在完成最后一个批次的电解液注入后，锂电池40以水平状态放置到承载台上，并再次使用超声波换能器进行超声振动；通过承载台承载不同放置状态下的锂电池40，使得锂电池40能够以不同的位置进行超声振动，避免浸润不全面。

在一种实施例中，所述承载台包括：台座210；两个承托板220，两个所述承托板220与所述台座210转动连接且共用同一个连接轴；两个升降组件230，其分别与两个所述承托板220驱动连接，以使两个所述承托板220之间形成一夹角α，其中，90°≤α≤180°。本实施例的两个所述承托板220共用同一个连接轴与所述台座210进行转动连接并成为转动端，两个升降组件230通过升降动作以使两个所述承托板220相对所述转动端转动，以改变两个所述承托板220之间的夹角，从而承载倾斜状态下的锂电池40；除此之外，两个所述升降组件230的升降幅度不同的时候，两个所述承托板220相对台座210的夹角也会不同，以使锂电池40具有不同的倾斜状态。

进一步地，两个所述升降组件230均包括固定端和驱动端，所述固定端通过固定板与台座210连接固定；所述驱动端与所述承托板220的下侧面转动连接。优选地，所述升降组件230可以使用气缸。

进一步地，两个所述承托板220在两个所述升降组件230的驱动作用下相对所述台座210具有可转换的第一位置和第二位置；在两个所述承托板220处于第一位置时，夹角α等于180°，用于承载水平状态下的锂电池40；在两个所述承托板220处于第二位置时，夹角α等于90°，用于承载倾斜状态下的锂电池40。在本实施例中，主要使用到两种状态下的锂电池40，即水平状态和倾斜状态；通过提前设定好两个所述承托板220的位置，如第一位置和第二位置，即可快速改变位置来对锂电池40进行承托。

进一步地，两个所述承托板220的上侧面均滑动设置设有限位件221，所述限位件221在外力作用下移动至所述锂电池40的侧面并与所述锂电池40贴合固定，具体地，两个所述承托板220的上侧面均具有滑轨，所述限位件滑动设置在所述滑轨上，并在工人的操作下沿滑轨移动，以便移动至所述锂电池40的侧面并与所述锂电池40贴合固定或者远离所述锂电池40，解除对所述锂电池40的固定。

其中，当锂电池40处于倾斜状态时，其中一个所述限位件与所述锂电池40的左侧面贴合，另外一个所述限位件与所述锂电池40的顶面贴合；而当锂电池40处于水平状态时，其中一个所述限位件与所述锂电池40的左侧面贴合，另外一个所述限位件与所述锂电池40的右侧面贴合。

需要说明的是，所述限位件可以通过磁吸固定或卡扣固定的形式定位固定在所述滑轨上。

在一种实施例中，所述框架10通过三轴活动组件与所述超声波换能器连接，以改变所述超声波换能器在所述作业区内的位置。本实施例通过所述三轴活动组件改变所述超声波换能器的位置，以便能够快速地改变所述超声波换能器的位置。

进一步地，所述三轴活动组件包括：活动轴310，其与所述框架10滑动连接，用于沿第一方向运动；活动件320，其与所述活动轴310滑动连接，用于在所述滑动轴上沿第二方向运动；伸缩件，其一端与所述活动件320连接，另一端与所述超声波换能器连接，用于使所述超声波换能器沿第三方向运动，以远离或靠近所述锂电池40。

具体来说，所述框架10由多个支架搭接而成，包括竖直方向上的竖直架和水平方向上的横向架；所述活动轴310与所述框架10的竖直架滑动连接并沿所述竖直架的长度方向运动，此时，所述第一方向即竖直方向；而所述活动件320与所述活动轴310滑动连接，用于在所述滑动轴上沿第二方向运动，此时，所述第二方向即水平方向；而通过所述活动件320在所述滑动轴上沿第二方向运动以及所述滑动轴沿所述第一方向运动，可以确定所述超声波换能器在所述锂电池40上的位置，最后通过所述伸缩件的伸出动作，使所述超声波换能器向靠近所述锂电池40方向运动并贴合锂电池40，为下一步超声振动作准备；而通过所述伸缩件回缩动作，使所述超声波换能器向远离所述锂电池40方向运动，为更换锂电池40和更改锂电池40状态作准备，避免影响工人作业。

需要说明的是，在另一种实施例中，所述活动轴310与所述框架10的横向架滑动连接时，此时，所述第一方向即水平方向，所述第二方向即竖直方向。

进一步地，所述框架10和所述活动轴310上均具有指示记录点；所述框架10和所述活动轴310上的指示记录点配合，以使所述超声波换能器定位固定在所述锂电池40上的相应位置。本实施例通过设置指示记录点，记录所述活动轴310和所述活动件320的运动位置，以便工人能够根据所述指示记录点的提示，快速改变所述超声波换能器到指定位置。

本发明还提供一种锂电池的注液方法，其应用如上所述的锂电池40的注液装置，包括：

S1：锂电池40以倾斜状态放置到承载台上，移动限位件并使所述限位件与所述锂电池40贴合固定，固定所述锂电池40的位置后，再将所述注液管与所述锂电池40的注液孔对接连通，以为下一步注液作准备；

S2：向所述锂电池40分批次注入电解液，并根据注入批次将超声波换能器贴合所述锂电池40的相应位置。其中，该步骤S2具体为：

S21：将锂电池40的电解液注入量划分为n个批次，并确定每个注入批次的量在所述锂电池40内所对应的浸没位置；

S22：根据每个注入批次的浸没位置确定超声波换能器，并在框架10和活动轴310上设置指示记录点；

S23：根据当前注入批次和所对应的指示记录点，移动所述超声波换能器并使其贴合所述锂电池40。

具体地，由于电解液浸润的过程中，假如锂电池40以水平状态放置到承载台上，随着浸润时间的推移，电解液会逐步减少，导致第一批次的电解液的液面会低于卷绕体410的下侧面，导致超声振动达不到预期效果。而本申请创新地使用倾斜状态的锂电池40进行注液，即便随浸润时间推移而电解液减少，卷绕体410的下侧面依然有部分浸没在电解液中。

而在注液前，可以根据计算或实验，得到每个注入批次下所注入的电解液与电解液的浸没位置的关系，从而确定超声波换能器在锂电池40上的位置，继而设置指示记录点，方便根据指示记录点调节超声波换能器在锂电池40上的位置。

该注液方法还包括S3：S31：在完成最后一个批次的电解液注入后，锂电池40以水平状态放置到承载台上，并再进行电解液的补注；S32：使用超声波换能器进行超声振动，以便再电解液注液完全的情况下进一步对整个电解液的浸润，达到良好的浸润效果。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.一种锂电池的注液装置，其特征在于，包括：

框架，其具有作业区；

承载台，其设置在所述作业区内，所述承载台具有多种承载方式，用于承载不同放置状态下的锂电池；

超声波换能器，其设置在所述框架上且在所述作业区内活动，以使所述超声波换能器与所述承载台上的锂电池接触；

注液管，其设置在所述作业区内，所述注液管与所述锂电池的注液孔连通；

所述承载台包括：

台座；

两个承托板，两个所述承托板与所述台座转动连接且共用同一个连接轴；

两个升降组件，其分别与两个所述承托板驱动连接，以使两个所述承托板之间形成一夹角α，其中，90°≤α≤180°；

两个所述承托板的上侧面均滑动设置设有限位件，所述限位件在外力作用下移动至所述锂电池的侧面并与所述锂电池贴合固定。

2. 根据权利要求 1 所述的锂电池的注液装置，其特征在于：

两个所述承托板在两个所述升降组件的驱动作用下相对所述台座具有可转换的第一位置和第二位置；

在两个所述承托板处于第一位置时，夹角α等于 180°，用于承载水平状态下的锂电池；

在两个所述承托板处于第二位置时，夹角α等于 90°，用于承载倾斜状态下的锂电池。

3. 根据权利要求 1 所述的锂电池的注液装置，其特征在于：

所述框架通过三轴活动组件与所述超声波换能器连接，以改变所述超声波换能器在所述作业区内的位置。

4. 根据权利要求 3 所述的锂电池的注液装置，其特征在于，所述三轴活动组件包括：

活动轴，其与所述框架滑动连接，用于沿第一方向运动；

活动件，其与所述活动轴滑动连接，用于在所述活动轴上沿第二方向运动；

伸缩件，其一端与所述活动件连接，另一端与所述超声波换能器连接，用于使所述超声波换能器沿第三方向运动，以远离或靠近所述锂电池。

5. 根据权利要求 4 所述的锂电池的注液装置，其特征在于：

所述框架和所述活动轴上均具有指示记录点；

所述框架和所述活动轴上的指示记录点配合，以使所述超声波换能器定位固定在所述锂电池上的相应位置。

6. 一种锂电池的注液方法，其应用如权利要求 1-5 任一项所述的锂电池的注液装置，其特征在于，包括：

S1：锂电池以倾斜状态放置到承载台上；

S2：向所述锂电池分批次注入电解液，并根据注入批次将超声波换能器贴合所述锂电池的相应位置；该步骤 S2 具体为：

S21：将锂电池的电解液注入量划分为 n 个批次，并确定每个注入批次的量在所述锂电池内所对应的浸没位置；

S22：根据每个注入批次的浸没位置确定超声波换能器，并在框架和活动轴上设置指示记录点；

S23：根据当前注入批次和所对应的指示记录点，移动所述超声波换能器并使其贴合所述锂电池；

该注液方法还包括：

S31：在完成最后一个批次的电解液注入后，锂电池以水平状态放置到承载台上，并再进行电解液的补注；

S32：使用超声波换能器进行超声振动。