电解液注液器及其注射方法

摘要

本发明涉及一种电解液注液器及其注射方法。该电解液注液器包括在竖直方向上依次布置的电解液注入管、中转站和电解液输出管；所述注液器还包括：气压泵，与所述中转站连接，用于根据需要将所述中转站内部的气压变为负压、常压或正压。当本发明的气压泵将中转站内部的气压变为负压时，能极大的提高电解液进入中转站的速度，从而提高电解液注入的生产效率。

权利要求

1.一种电解液注液器，其特征在于，包括在竖直方向上依次布置的：电解液注入管(11)；

中转站；

电解液输出管(13)；

其中，所述电解液注入管(11)的两端分别与提供所述电解液的电解液供给装置以及所述中转站连接，所述电解液输出管(13)的两端分别与所述中转站以及储液室(14)连接，来使从所述电解液注入管(11)流入所述中转站的所述电解液能通过所述电解液输出管(13)提供给所述储液室(14)；

所述电解液注液器还包括：

气压泵，与所述中转站连接，用于根据需要将所述中转站内部的气压变为负压、常压或正压。

2.根据权利要求1所述的电解液注液器，其特征在于，所述电解液注入管(11)连接于所述中转站的上部或侧部，或/和所述电解液输出管(13)连接于所述中转站的下部或侧部。

3.根据权利要求1或2所述的电解液注液器，其特征在于，所述气压泵与所述中转站之间设置有第一阀门，所述第一阀门能根据需要开合以控制所述气压泵的工作时间进而控制产生所述负压、所述常压、或所述正压的时间及所述负压、所述常压、或所述正压的大小。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电解液注液器，其特征在于，所述电解液供给装置与所述中转站之间设置有第二阀门，所述第二阀门能根据需要开合以控制从所述电解液注入管(11)流入所述中转站的所述电解液的流入时间和流量；

优选地，所述中转站与所述储液室(14)之间设置有第三阀门，所述第三阀门能根据需要开合以控制从所述电解液输出管(13)流入所述储液室(14)的所述电解液的流入时间和流量。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电解液注液器，其特征在于，还包括：流量计(12)，与所述中转站连接，用于测量从所述电解液注入管(11)流入所述中转站的所述电解液的流量。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电解液注液器，其特征在于，所述储液室(14)可拆卸地与所述电解液输出管(13)密封连接，所述储液室(14)能储存从所述电解液输出管(13)流出的所述电解液，所述电解液经所述储液室(14)输送至所述电芯；

优选地，所述储液室(14)整体呈漏斗状。

7.一种权利要求1-6中任一项所述的电解液注液器的注射方法，其特征在于，在向所述电芯注入所述电解液前，所述气压泵进行抽气工作使得中转站内部的气压变为第一预定负压，来提高所述电解液进入所述中转站的速度。

8.根据权利要求7所述的注射方法，其特征在于，

当所述电解液进入所述中转站而致所述第一预定负压变为第二预定负压、所述常压、或所述正压时，向所述电芯注入所述电解液；或当所述电解液进入所述中转站而致所述第一预定负压变为第二预定负压时，所述气压泵进行注气工作使得中转站内部的气压变为所述常压或所述正压后，向所述电芯注入所述电解液。

说明书

电解液注液器及其注射方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电池生产设备技术领域，具体而言，涉及一种电解液注液器和注射方法。

背景技术

[0002] 随着世界能源与环保形势日趋紧张，锂离子电池作为新能源越来越受到人们的青睐。锂离子电池由于其能量密度高，体积轻，重量小，环保无污染，成为新能源发展的主要方向。随着电动汽车、空间技术、国防工业以及电力储能系统等的迅猛发展，对锂离子电池的比容量、循环寿命和安全性等方面提出了更高的要求，改进和提高锂离子电池的电化学性能可从电极材料和改进大容量电池的内部结构入手。

[0003] 锂离子电池包括外壳以及设置在外壳内的电芯和电解液，其外壳的形状一般有圆柱形和方形两种。目前的锂离子电池的电芯主要由正极片、负极片以及设置在正负极片之间的隔膜组成。在安装过程中，当电芯插入外壳时，经常会出现因为电芯比较大容易被外壳擦伤的现象，最终导致电芯无法使用。目前，制备锂离子电芯的设备在生产过程中存在以下缺陷：

[0004] 目前所采用的注射器在注入电解液时非常缓慢，必须要等到一个电解液注入结束后才能进行下一个电芯电解液的注入，生产效率非常低，且在注入过程中很难精确掌握电解液的注入量；鉴于以上所存在的问题，因此目前迫切需要出现一种新的锂离子电芯的电解液的注液器及其注射方法。

发明内容

[0005] 本发明的目的旨在提供一种电解液注液器及其注射方法，该电解液注射器在注入电解液时速度较快，不需要等到一个电解液注入结束后才能进行下一个电芯电解液的注入，且在注入过程中很容易精确掌握电解液的注入量。

[0006] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电解液注液器，包括在竖直方向上依次布置的：电解液注入管；中转站；电解液输出管；其中，电解液注入管的两端分别与提供电解液的电解液供给装置以及所述中转站连接，所述电解液输出管的两端分别与中转站以及储液室连接，来使从电解液注入管流入中转站的电解液能通过电解液输出管提供给储液室；

[0007] 所述注液器还包括：气压泵，与中转站连接，用于根据需要将中转站内部的气压变为负压、常压或正压。

[0008] 进一步地，电解液注入管连接于所述中转站的上部或侧部，或/和电解液输出管连接于中转站的下部或侧部。

[0009] 进一步地，气压泵与中转站之间设置有第一阀门，第一阀门能根据需要开合以控制气压泵的工作时间进而控制产生所述负压、所述常压、或所述正压的时间及所述负压、所述常压、或所述正压的大小。

[0010] 进一步地，电解液供给装置与中转站之间设置有第二阀门，所述第二阀门能根据需要开合以控制从电解液注入管流入中转站的电解液的流入时间和流量。

[0011] 进一步地，中转站与储液室之间设置有第三阀门，第三阀门能根据需要开合以控制从电解液输出管流入储液室的电解液的流入时间和流量。

[0012] 进一步地，所述注液器还包括：流量计，与中转站连接，用于测量从电解液注入管流入所述中转站的电解液的流量。

[0013] 进一步地，所述储液室可拆卸地与电解液输出管密封连接，所述储液室能储存从电解液输出管流出的所述电解液，所述电解液经所述储液室输送至所述电芯。

[0014] 进一步地，所述储液室整体呈漏斗状。

[0015] 根据本发明的另一方面，还提供了一种上述任一电解液注液器的注射方法，包括：在向电芯注入电解液前，气压泵进行抽气工作使得中转站内部的气压变为第一预定负压，来提高电解液进入所述中转站的速度。

[0016] 进一步地，当所述电解液进入所述中转站而致所述第一预定负压变为第二预定负压、所述常压、或所述正压时，向所述电芯注入所述电解液；或

[0017] 当所述电解液进入所述中转站而致所述第一预定负压变为第二预定负压时，所述气压泵进行注气工作使得中转站内部的气压变为所述常压或所述正压后，向所述电芯注入所述电解液。

[0018] 本发明的电解液注液器及具有如下有益效果：

[0019] 1、本发明对后续的电解液注射工艺和注射器进行了改进，其在注液时事先将电解液注入中转站中，当需要注入到电芯内时，只需将中转站抽真空，由于气压的作用电解液能够快速地注入到电芯内，且可以通过流量计观察中转站内的电解液的注入量和电芯内的注入量。通过在电解液输出管下端设置储液室，当电芯内的电解液达到一定量时，只需要将漏斗连同电芯一起移除就可以进行下一个电芯的注液。该注射器的结构解决了目前注射器在注入电解液时非常缓慢，必须要等到一个电解液注入结束后才能进行下一个电芯电解液注入的问题，提高了注射效率，节约了工作时间，并且本发明的注射器能够在注入过程中精确掌握电解液的注入量，不会导致电解液溢出导致的浪费。

[0020] 2、由于电解液注入管、中转站、电解液输出管依次竖直布置，本发明中电解液的流动方向依次为电解液注入管、中转站、电解液输出管、储液室，最后储液室中的电解液流入至电芯。当本发明的气压泵将中转站内部的气压变为负压时，能极大的提高电解液进入中转站的速度，从而提高电解液注入的生产效率。

[0021] 3、当中转站内的电解液逐渐增多而致其内的气压为上升为第二预定负压、常压或正压时，或者由于气压泵注气而致中转站内部的气压变为常压或正压时，能极大的提高电解液从中转站流入储液室的速度，进一步提高电解液注入的生产效率。

[0022] 4、本发明中储液室可拆卸地与电解液输出管密封连接，当与特定型号电芯相匹配体积的电解液流出所述中转站后，一部分电解液经储液室流入至该电芯，未流入的电解液储存在储液室中，此时只需将连接有储液室的电芯静置，电解液依靠自身重力及电芯部分提供的负压即可缓慢流入电芯内部。相比于将电解液一次性注入电芯内部的方式，本发明能够进一步提高电解液注入的工作效率。

附图说明

[0023] 图1为本发明中的电解液注射器的结构示意图。

具体实施方式

[0024] 以下通过示例性的具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，也进一步说明本发明的有益效果。但不应将这些实施例解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

[0025] 如图1所示，电解液注液器包括竖直方向上依次布置的电解液注入管11、中转站和电解液输出管13。电解液注入管11的两端分别与提供电解液的电解液供给装置(图中未示出)以及中转站连接，电解液输出管13的两端分别与中转站以及储液室14连接，来使从电解液注入管11流入中转站的电解液能通过电解液输出管13提供给储液室14。一气压泵，与中转站连接，用于根据需要将中转站内部的气压变为负压、常压或正压。在图1中，气压泵选用为一可抽气和可注气的抽真空器，抽真空器可以通过抽真空管16连接在中转站的侧壁上。并且电解液输出管13的下端可拆卸地连接有储液室14，用于连接储液室14的电解液输出管
13设置在中转站的下方。该注液器还包括设置在中转站上方并与其连接的流量计12以及设置在电解液注入管11和抽真空管16上的阀门15以及图中未示出的设置于中转站与储液室
14之间的第三阀门，且阀门15、第三阀门能通过控制系统或者手动控制。设置在电解液注入管11上的阀门15能根据需要开合以控制气压泵的工作时间进而控制产生负压、常压、或正压的时间及负压、常压、或正压的大小。设置在抽真空管16上的阀门15能根据需要开合以控制从电解液注入管11流入中转站的电解液的流入时间和流量。第三阀门能根据需要开合以控制从电解液输出管13流入储液室14的电解液的流入时间和流量。

[0026] 根据以上设置，在向电芯注入电解液前，关闭电解液注入管11上的阀门15和第三阀门，抽真空器进行抽气。当抽真空器将中转站内部的气压变为负压时，能极大的提高电解液进入中转站的速度，从而提高电解液注入的生产效率。需要注意的是，上述阀门的设置仅是使中转站内部的气压变为负压的实现方式之一。例如，在另一个实施例中，仅设置电解液注入管11上的阀门15，而不设置第三阀门和抽真空管16上的阀门15，此时可以预先在电解液输出管13中留有电解液，抽真空器使中转站呈负压状态而将此部分的电解液保持住，此时打开电解液注入管11上的阀门15同样可以提高电解液进入中转站的速度，而电解液进入中转站后直接流向储液室14。在再一个实施例中，仅设置第三阀门和抽真空管16上的阀门15，而不设置电解液注入管11上的阀门15，此时预先关闭第三阀门，打开抽真空管16上的阀门15即可提高电解液进入中转站的速度。

[0027] 在电解液进入中转站的过程中，关闭抽真空管16上的阀门15和第三阀门。在一个实施例中，当电解液进入中转站而致第一预定负压变为第二预定负压、常压、或正压时，打开第三阀门向电芯注入电解液。在另一个实施例中，当电解液进入中转站而致第一预定负压变为第二预定负压时，关闭电解液注入管11上的阀门15，然后抽真空管16进行注气工作使得中转站内部的气压变为常压或正压后，向电芯注入电解液。由于电解液注入管11上的阀门15关闭，可以通过流量计12观察注入到电芯内的量，从而精确掌握注入的电解液量，提高了电芯的质量。在以上两个示意性的举例中，由于当中转站内的气压变为较小值的第二预定负压或常压或正压时，能极大的提高电解液从中转站流入储液室14的速度，从而进一步提高电解液注入的生产效率。

[0028] 另外，在一个优选实施例中，电解液输出管13连接有流量计，此时可通过自动控制系统来将流入预定量电解液的电解液输出管13关闭，同样能够精确掌握注入电芯的电解液量。尤其是，当有多个电解液输出管13并列连接于储液室14下方时，能够同时对多个相同或不同的电芯进行精确的注电解液操作，大大提高了工作效率。

[0029] 在图1中，储液室14呈漏斗状，该形状一方面有利于电解液从储液室14流入电芯，另一方面有利于存储一部分电解液，方便电解液的静置渗入电芯。

[0030] 在上述向电芯注入电解液的过程中，当与特定型号电芯相匹配体积的电解液流出中转站后，一部分电解液经储液室14流入至该电芯，未流入的电解液储存在储液室14中，此时只需将连接有储液室14的电芯静置，电解液依靠自身重力及电芯部分提供的负压即可缓慢流入电芯内部。由于电解液输出管13的下端设有可拆卸的储液室14，当电芯内的电解液达到一定量时，电解液的注入将会非常缓慢，此时只需要将储液室14连同电芯一起移除就可以进行下一个电芯的注液。本发明的注液器解决了目前注液器在注入电解液时非常缓慢，必须要等到一个电解液注入结束后才能进行下一个电芯电解液注入的问题，提高了注射效率，节约了工作时间，并且本发明的注液器能够在注入过程中精确掌握电解液的注入量，不会导致电解液溢出导致的浪费。

[0031] 需要特别说明的是，基于本领域技术人员的考虑，由于中转站上下相通，考虑到电解液输出管13的输出速度，不宜使得中转站内部产生负压，但考虑到电解液注入管11的输入速度，宜选用负压。所以在本发明的优选实施例中，通过如下设置解决了以上矛盾：先在中转站内部产生负压，增加输入速度，随着中转站内液体的增加，中转站内的负压逐渐变小，当减小至额定负压(例如常压)时，关闭电解液的输入，打开电解液的输出，这样能够减少或不影响电解液的输出速度，但同时又增加了电解液的输入速度。

[0032] 本发明还提供一种注液器的注射方法，其关键在于：在向电芯注入电解液前，气压泵进行抽气工作使得中转站内部的气压变为第一预定负压，来提高电解液进入中转站的速度。

[0033] 在本发明注液器注射方法的一个实施例中，当电解液进入中转站而致第一预定负压变为第二预定负压、常压、或正压时，向电芯注入电解液。在另一个实施例中，当电解液进入中转站而致第一预定负压变为第二预定负压时，气压泵进行注气工作使得中转站内部的气压变为常压或正压后，向电芯注入电解液。