[发明专利]一种圆柱型锂电池开口注液设备及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及电池生产的技术领域，特别是圆柱型锂电池开口注液方面的技术领域。

【背景技术】

锂电池在生产过程中，有一个必要步骤就是在电芯中注入电解液，锂电池随着能量密度的不断提升，对其注液就显得越来越困难。目前大多数工厂都是采用先抽真空后注液的方法，采用将带密封圈的圆形杯套和下面要注液的电池密封连接，将一定量的电解液先一次性注入杯套中，再经过反复抽真空，静止，加压的循环，此方法虽然一次性可以做几十个，但工序较多；这种方法会导致空气中少量的水分留在电解液中，影响电池性能；另外在抽真空时，电解液会发生沸腾导致部分电解液损失，影响注液量的精准性；还有部分电解液气化后会进入真空泵，加速真空泵的部件损坏；这种注液方法还容易使电解液在极耳的表面形成污染。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种圆柱型锂电池开口注液设备及方法，不仅能够使注液过程可不断重复进行，简化锂电池的注液工序，做到精确控制注液量，而且能够提高电池的性能，防止真空泵的损坏。

为实现上述目的，本发明提出了一种圆柱型锂电池开口注液设备，包括包括电芯托盘、真空罩、注液头、弹性体软管、上压辊、下压辊、定量杯、出气孔和进气孔，所述电芯托盘位于真空罩的下方并被真空罩包围，所述真空罩的上方安装有若干弹性体软管，所述弹性体软管与真空罩之间通过注液头连接，所述弹性体软管的数量和注液头的数量相同，所述弹性体软管的上端安装有定量杯，所述弹性体软管上安装有上压辊，弹性体软管上上压辊的下方安装有下压辊，所述上压辊和下压辊之间的距离为5～10cm，所述真空罩的两侧分别设有出气孔和进气孔。

作为优选，所述上压辊和下压辊之间的距离为8cm，上压辊和下压辊之间的距离设定为8cm，使一次注入的电解液量更精确。

本发明还提出了一种圆柱型锂电池开口注液的方法，依次包括如下步骤：

a)放置电芯：将焊好盖帽的若干电芯（1）依次放置在电芯托盘（2）上，放下真空罩（3），使真空罩（3）上的注液头（4）与电芯（1）对应设置；

b)抽真空：放置好电芯（1）之后，提升电芯托盘（2），使电芯托盘（2）与真空罩（3）密封配合，将注液头（4）的下端伸入电芯（1）内，关闭弹性体软管（5）上的上压辊（6），开启连接到出气孔（9）上的抽真空阀，进行抽真空；

c)第一阶段注液：在进行b)步骤的同时，向定量杯（8）中注入电解液；

d)第二阶段注液：在真空罩（3）内的真空抽到100～500pa时，关闭抽真空阀，静止1～10s，然后压下下压辊（7），使下压辊（7）关闭，抬起上压辊（6），使上压辊（6）打开，使电解液注入到上压辊（6）和下压辊（7）之间的弹性体软管（5）内；

e)第三阶段注液：在d)步骤中电解液完全注入到上压辊（6）和下压辊（7）之间之后，压下上压辊（6），使上压辊（6）关闭，抬起下压辊（7），使下压辊（7）打开，使弹性体软管（5）内的电解液注入到电芯（1）内；

f)重复注液：重复d)步骤和e)步骤若干次，直到定量杯（8）中的电解液全部注入到电芯（1）内；

g)加氩气或氮气：在完成f)重复注液之后，打开真空罩（3）上的进气孔（10）开关，向真空罩（3）内加0.1～0.5Mpa的氩气或氮气；

h)检验：在g)步骤之后，检验电解液是否被电芯（1）完全吸收，并将电芯托盘（2）从真空罩（3）下取出。

作为优选，所述a)步骤中电芯的数量和注液头的数量相等，所述电芯之间的距离相等，通过电芯和注液头配套使用，能够提高电池生产的效率。

作为优选，所述b)步骤中，注液头的下端伸入到电芯中距离电芯壳口1mm处，通过将注液头伸入到电芯里，可以有效避免电解液溢出污染电极。

作为优选，所述d)步骤第二阶段注液中，当真空罩内的真空抽到250pa时，关闭抽真空阀，静止5s，在250pa的情况下，抽真空效率最高，空气抽得最彻底，静止5s，可以利用重力作用，使电解液完全进入到弹性体软管内。

作为优选，所述g)步骤中加入0.3Mpa的氩气或氮气，通过加入一定量的氩气或氮气，能够加快电芯对电解液的吸收，防止电解液污染电芯壳口。