一种电池注液系统及电池注液方法与流程

allin2025-02-13  61


本技术涉及电池,尤其涉及一种电池注液系统及电池注液方法。


背景技术:

1、新能源电池在生活和产业中的应用越来越广泛,例如,搭载电池的新能源汽车已经被广泛使用,另外,电池还被越来越多地应用于储能领域等。电池在生产过程中,需要将液体的电解质注入电池中,以形成离子通道,使电池在充放电过程中有足够的锂离子能够在正、负极间迁移,实现可逆循环。

2、相关技术中,注液设备包括负压模块、备液杯和注液模块,注液模块具有注液嘴,负压模块与注液嘴连通,在注液嘴与电池单体的注液口对接时,对电池单体抽真空,在电池单体抽完真空后,向备液杯内注入电解液以进行备液,然后,注液模块将备液杯内的电解液经注液嘴注入电池单体内,以完成对电池的注液。

3、但是,负压模块与电池单体之间的负压通路和注液模块与电池单体之间的注液通路存在共用部分,一方面,需要先将抽真空步骤完成后才能开始备液,抽真空和备液不能同时进行,影响注液效率;另一方面,注液时残留的电解液在下一次抽真空时易被吸入负压通路,易形成电解液结晶,而造成负压通路及注液通路堵塞,降低注液效率。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本技术提供一种电池注液系统及电池注液方法,注液组件与正负压切换接口互不连通,在通过正负压切换接口对容置腔抽真空时,注液组件内的电解液不会进入正负压切换接口内,且降低电解液结晶的几率,增加注液效率。

2、本技术通过如下技术方案实现。

3、本技术的第一方面提供一种电池注液系统,包括:

4、机架;

5、备液装置,连接于所述机架,所述备液装置包括备液组件,所述备液组件用于储存待注液体,所述备液组件具有出液口;

6、注液装置,连接于所述机架,所述注液装置包括壳体、注液组件以及正负压切换接口,所述壳体内具有用于容纳电池单体的容置腔,所述注液组件及所述正负压切换接口均设置于所述壳体且互不连通,所述正负压切换接口用于对处于密封状态的所述容置腔抽真空,或者向处于真空状态的所述容置腔通入气体,所述备液组件的所述出液口与所述注液组件连通,所述注液组件用于向容置于所述容置腔内的电池单体进行注液。

7、在本技术实施例的技术方案中,注液组件与正负压切换接口互不连通,在通过正负压切换接口对容置腔抽真空时,注液组件内的电解液不会进入正负压切换接口内,降低电解液结晶的几率,从而降低正负压切换接口堵塞的几率,增加抽真空顺畅性,从而增加注液效率,正负压切换接口还能够在对电池单体注液时通入气体使电池单体内外压相同,降低电池单体鼓胀的几率,增加电池单体注液稳定性。并且,正负压切换接口与备液组件互不连通,即在对容置腔抽真空时,备液组件也能够独立运行,从而便于实现抽真空步骤和备液步骤同时进行,充分提高电池单体的注液效率,提高电池产能。另外,通过机架将备液装置和注液装置集成在一起,也能够减少设备占地面积,简化布局,使得电池注液系统的结构更加简单合理。

8、一些实施方案中,所述注液组件包括阀门和注液嘴,所述阀门连接所述出液口与所述注液嘴,所述注液嘴用于与所述电池单体的注液口可分离地对接,所述阀门用于打开或者关闭所述注液嘴与所述出液口之间的通道。

9、在本技术实施例的技术方案中,阀门和注液嘴的设置,在对电池单体抽真空时,阀门关闭,注液嘴与电池单体分离,以降低电解液在非注液状态泄露的几率,在对电池单体进行注液时,注液嘴与电池单体的注液口对接,以使得电解液直接准确地注入电池单体内部。在注液过程结束或者不需要再进行注液时,阀门关闭,以实现对注液的精确控制,注液嘴和电池单体的注液口的可分离设计,注液嘴与电池单体可以轻松地与电池单体进行对接或分离,以便进行下一次注液操作或者清洁维护。

10、一些实施方案中,所述注液装置包括第一顶升机构,所述第一顶升机构用于驱动所述电池单体向靠近所述注液组件的方向或者向远离所述注液组件的方向移动,以使所述电池单体的注液口与所述注液组件的注液嘴对接或分离。

11、在本技术实施例的技术方案中,通过第一顶升机构驱动电池单体的注液口与注液组件的注液嘴对接或分离,能够精确控制电池单体的位置,增加注液嘴与注液口的对接准确性,并且,对电池单体的位置进行调节,无需改变注液嘴的位置,也能够便于对已注液的电池单体的移除,增加注液可靠性。

12、一些实施方案中,所述壳体包括分体设置的壳盖和底座,所述壳盖与所述底座沿第一方向可分离地对接以共同限定出所述容置腔,所述注液组件及所述正负压切换接口设置于所述壳盖的顶侧;

13、所述注液装置包括第二顶升机构,所述第二顶升机构与所述底座连接,用于驱动所述底座沿所述第一方向运动以与所述壳盖对接或分离。

14、在本技术实施例的技术方案中,通过第二顶升机构的准确控制,便于壳盖与底座可靠地对接和分离,从而便于对电池单体进行抽真空、注液以及取出已注液完成的电池单体,分体设置的壳盖和底座也能够便于对容置腔进行维护和清洁。

15、一些实施方案中,所述壳体包括锁紧机构,所述锁紧机构设置于所述底座或者顶盖,所述锁紧机构用于在所述底座运动至与所述壳盖对接的情况下,锁紧所述壳盖和所述底座,以使所述容置腔处于密封状态。

16、在本技术实施例的技术方案中,锁紧机构的设置,能够使得壳体的结构更加稳定,能够进一步增加抽真空过程和注液过程中容置腔的密封状态,减少外界空气和杂质进入容置腔的几率,增加抽真空过程和注液过程的可靠性。同时,在抽真空过程和注液过程中,锁紧机构对壳盖和底座的锁紧,能够降低受冲击而使密封受损的几率。

17、一些实施方案中,所述第一顶升机构包括驱动杆件和顶板,所述顶板设置于所述容置腔内,所述顶板用于支撑所述电池单体,所述驱动杆件的一端位于所述容置腔内且与所述顶板连接,所述驱动杆件的另一端位于所述底座的外部的底侧,所述顶板用于在所述驱动杆件的驱动作用下带动所述电池单体沿所述第一方向运动,以使电池单体的注液口与所述注液组件的注液嘴对接或分离。

18、在本技术实施例的技术方案中,驱动杆件和顶板的配合,顶板对电池单体起到支撑作用,在驱动杆件的驱动下,能够进一步增加电池单体在运动过程中的稳定性和安全性。并且,也能够通过顶板对电池单体的位置进行定位,以便使得电池单体的注液口能够与注液嘴准确对接。同时,顶板和驱动杆件的配合,也能够适配不同尺寸和形状的电池单体,适应多样化的电池的注液需求。

19、一些实施方案中,所述壳体沿垂直于第一方向的横截面形状呈矩形,其中,所述第一方向平行于所述电池注液系统的顶底方向。

20、在本技术实施例的技术方案中,壳体的横截面形状设计,能够使得壳体具有足够的空间容置电池单体,便于电池单体在壳体内紧密排列,同时,矩形形状也能够使得壳体具有的稳定性,便于维护。

21、一些实施方案中,所述备液组件包括备液杯和正压打液接口,所述备液杯具有入液口、储液空间和所述出液口,所述入液口用于向所述储液空间通入待注液体,所述正压打液接口与所述入液口互不连通且与所述储液空间连通,所述正压打液接口用于通入气体以将所述储液空间内的待注液体经所述出液口、所述注液组件输送至电池单体。

22、在本技术实施例的技术方案中,待注液体从入液口进入储液空间以完成备液,正负压切换接口能够同时对容置腔以及位于容置腔内的电池单体抽真空,在抽完真空后,正压打液接口对储液空间注入气体,待注液体在气体作用下经出液口流向注液组件进而流向电池单体,以完成对电池单体的注液,正压打液的方式可以对待注液体的输送速率进行控制,同时,正负压切换接口也配合在容置腔内通入气体,使得电池单体内外压相等,增加电池单体的注液稳定性。

23、一些实施方案中,所述备液组件包括封堵件,所述封堵件能够打开或封堵所述入液口。

24、在本技术实施例的技术方案中,在备液时,封堵件打开入液口,使得待注液体能够从入液口进入储液空间内,当备液完成后,封堵件关闭入液口,以降低杂质进入储液空间的几率,同时便于从正压打液接口向储液空间内通入气体,使得待注液体从储液空间流向注液组件,对电池单体进行注液。

25、一些实施方案中,所述备液组件还包括负压打液接口,所述负压打液接口与所述入液口互不连通且与所述储液空间连通,用于对所述储液空间抽真空。

26、在本技术实施例的技术方案中,通过负压打液接口和正压打液接口的配合,在正压打液舒畅度降低时,通过负压抽吸对待注液体的流动进行调节,使得正压打液更加顺畅,从而增加电池单体的注液效率。

27、一些实施方案中,所述正压打液接口通过第一通道与所述储液空间连通,所述负压打液接口通过第二通道与所述储液空间连通,所述第一通道和所述第二通道的至少部分重合。

28、在本技术实施例的技术方案中,第一通道和第二通道的至少部分重合,能够减少额外管道的需求,使得整个备液组件的结构更加紧凑,占用空间少,通过正压打液接口和负压打液接口的交替工作实现注液。

29、一些实施方案中,所述备液装置包括移动机构和分液阀,所述分液阀具有分液口,所述分液阀设置于所述备液组件的顶侧,所述移动机构用于驱动所述分液阀移动以使所述分液口与所述备液组件的入液口可分离地对接。

30、在本技术实施例的技术方案中,通过分液阀的流量控制,可以精确调节分配给每个电池单体的待注液体量,增加电池一致性,移动机构和分液阀的结合,能够实现待注液体分配的自动化,提高备液效率和备液精度。

31、一些实施方案中,所述备液组件包括多个沿第二方向间隔设置的备液杯,所述备液组件的数量为多个,多个所述备液组件固定于所述机架上且沿第三方向并排布置;

32、所述移动机构包括第一移载模组、第二移载模组以及第三移载模组,所述分液阀连接于所述第一移载模组,所述第一移载模组用于驱动所述分液阀沿第一方向运动;

33、所述第二移载模组沿所述第二方向延伸,所述第一移载模组设置于所述第二移载模组,所述第二移载模组用于带动所述第一移载模组沿所述第二方向运动;

34、所述第三移载模组连接于所述机架且沿所述第三方向延伸,所述第二移载模组设置于所述第三移载模组,且所述第三移载模组用于带动所述第二移载模组沿所述第三方向运动;

35、其中,所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向两两互相垂直。

36、在本技术实施例的技术方案中,通过三维空间的移动,移动机构能够迅速、准确地在多个备液杯之间切换,并适应不同位置的备液杯的备液需求,提高注液效率,电池注液系统能够对多个备液组件进行备液,从而便于呈二维阵列结构排列的电池单体同时进行注液,增加注液效率。

37、本技术实施例第二方面提供一种电池注液方法,所述电池注液方法包括:

38、备液步骤:向备液组件的储液空间注入待注液体;

39、抽真空步骤:密封容置腔,在电池单体的注液口和注液组件分离的状态下,控制正负压切换接口对所述容置腔抽真空,其中,电池单体容置于所述容置腔内;

40、注液步骤:控制电池单体移动以使电池单体的注液口与所述注液组件对接,并将所述备液组件内的待注液体经所述注液组件注入电池单体内,且在注液过程中控制所述正负压切换接口向所述容置腔通入气体;

41、其中,所述正负压切换接口与所述注液组件互不连通。

42、在本技术实施例的技术方案中,备液步骤和抽真空步骤互不干扰,注液路径和抽真空路径分隔开来,电解液结晶几率低,且在注液过程中,正负压切换接口能够辅助平衡电池单体内外压力,提升电池单体的注液效率和注液可靠性。

43、一些实施方案中,所述将所述备液组件内的待注液体经所述注液组件注入电池单体内,包括:

44、正压注液:控制所述备液组件的正压打液接口向所述备液组件的储液空间通入气体,以将所述电池单体所需用量的待注液体全部注入电池单体内。

45、在本技术实施例的技术方案中,采用正压注液的方式,能够进一步提升注液效率,缩短电池单体注满液所需时间。

46、一些实施方案中,所述将所述备液组件内的待注液体经所述注液组件注入电池单体内,包括交替执行的正压注液和负压抽吸,其中,

47、正压注液:关闭所述备液组件的负压打液接口,控制所述备液组件的正压打液接口向所述备液组件的储液空间通入气体;

48、负压抽吸:关闭所述备液组件的正压打液接口,控制所述备液组件的负压打液接口对所述备液组件的储液空间抽真空。

49、在本技术实施例的技术方案中,通过正压注液和负压抽吸结合的方式,能够及时对电解液的流动进行调节,从而使得正压注液更加顺畅,增加电池单体的注液效率。


技术特征:

1.一种电池注液系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电池注液系统,其特征在于,所述注液组件包括阀门和注液嘴,所述阀门连接所述出液口与所述注液嘴,所述注液嘴用于与所述电池单体的注液口可分离地对接,所述阀门用于打开或者关闭所述注液嘴与所述出液口之间的通道。

3.根据权利要求1所述的电池注液系统,其特征在于,所述注液装置包括第一顶升机构,所述第一顶升机构用于驱动所述电池单体向靠近所述注液组件的方向或者向远离所述注液组件的方向移动,以使所述电池单体的注液口与所述注液组件的注液嘴对接或分离。

4.根据权利要求3所述的电池注液系统,其特征在于,所述壳体包括分体设置的壳盖和底座,所述壳盖与所述底座沿第一方向可分离地对接以共同限定出所述容置腔,所述注液组件及所述正负压切换接口设置于所述壳盖的顶侧;

5.根据权利要求4所述的电池注液系统,其特征在于,所述壳体包括锁紧机构,所述锁紧机构设置于所述底座或者顶盖,所述锁紧机构用于在所述底座运动至与所述壳盖对接的情况下,锁紧所述壳盖和所述底座,以使所述容置腔处于密封状态。

6.根据权利要求4所述的电池注液系统,其特征在于,所述第一顶升机构包括驱动杆件和顶板,所述顶板设置于所述容置腔内,所述顶板用于支撑所述电池单体,所述驱动杆件的一端位于所述容置腔内且与所述顶板连接,所述驱动杆件的另一端位于所述底座的外部的底侧,所述顶板用于在所述驱动杆件的驱动作用下带动所述电池单体沿所述第一方向运动,以使电池单体的注液口与所述注液组件的注液嘴对接或分离。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电池注液系统,其特征在于,所述壳体沿垂直于第一方向的横截面形状呈矩形,其中,所述第一方向平行于所述电池注液系统的顶底方向。

8.根据权利要求1所述的电池注液系统,其特征在于,所述备液组件包括备液杯和正压打液接口,所述备液杯具有入液口、储液空间和所述出液口,所述入液口用于向所述储液空间通入待注液体,所述正压打液接口与所述入液口互不连通且与所述储液空间连通,所述正压打液接口用于通入气体以将所述储液空间内的待注液体经所述出液口、所述注液组件输送至电池单体。

9.根据权利要求8所述的电池注液系统,其特征在于,所述备液组件包括封堵件,所述封堵件能够打开或封堵所述入液口。

10.根据权利要求8所述的电池注液系统,其特征在于,所述备液组件还包括负压打液接口,所述负压打液接口与所述入液口互不连通且与所述储液空间连通,用于对所述储液空间抽真空。

11.根据权利要求10所述的电池注液系统,其特征在于,所述正压打液接口通过第一通道与所述储液空间连通,所述负压打液接口通过第二通道与所述储液空间连通,所述第一通道和所述第二通道的至少部分重合。

12.根据权利要求1所述的电池注液系统,其特征在于,所述备液组件包括多个沿第二方向间隔设置的备液杯,所述备液组件的数量为多个,多个所述备液组件固定于所述机架上且沿第三方向并排布置;

13.一种电池注液方法,所述电池注液方法包括:

14.根据权利要求13所述的电池注液方法,其特征在于,所述将所述备液组件内的待注液体经所述注液组件注入电池单体内,包括:

15.根据权利要求13所述的电池注液方法,其特征在于,所述将所述备液组件内的待注液体经所述注液组件注入电池单体内,包括交替执行的正压注液和负压抽吸,其中,


技术总结
本申请实施例公开了一种电池注液系统及电池注液方法,电池注液系统包括机架、备液装置和注液装置,注液装置包括壳体、注液组件以及正负压切换接口,壳体内具有容置腔,注液组件及正负压切换接口均设置于壳体上且互不连通,正负压切换接口用于对处于密封状态的容置腔以及位于容置腔内的电池单体抽真空,或者向处于真空状态的容置腔通入气体,注液组件用于向电池单体进行注液,备液装置包括移动机构和分液阀,移动机构用于驱动分液阀移动以使分液口与备液组件的入液口可分离地对接。本申请实施例电池注液系统,在通过正负压切换接口对容置腔抽真空时,注液组件内的电解液不会进入正负压切换接口内,降低电解液结晶的几率,增加抽真空顺畅性。

技术研发人员:陈荣强,廖通章,廖宏焱,武朝阳,官锋
受保护的技术使用者:宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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