專利名稱：一種可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池注液技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，鋰離子電池的注液，多采用柱塞泵(含電動(dòng)、氣動(dòng)等)、倒吸(真空定量)注液等方式注液。采用柱塞泵注液時(shí)，如果選型適當(dāng)，注液量在一定范圍內(nèi)可以達(dá)到要求，但從扣式電池、手機(jī)電池到動(dòng)力電池的注液量從幾克到幾百克，由于柱塞泵其活塞行程一般只能在特定的、較小的范圍調(diào)節(jié)，一般調(diào)節(jié)量為0-50_，最大為100_，注液量一般為幾十克以內(nèi)，并且注液量從低到高有很多級(jí)別，不同級(jí)別的泵，最大注液量是不一樣的。為了增加注液量，要么換更大注液量的泵；要么采用多次注液的方式，這種注液方式在注液量達(dá)到的同時(shí)，累積誤差也會(huì)隨注液次數(shù)的增加而增大。此外，柱塞泵的注液量調(diào)節(jié)也不方便，需要對(duì)注液速度、時(shí)間、行程等幾個(gè)方面調(diào)節(jié)，這需要一定的技能，注液時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)。電動(dòng)柱塞泵要方便一些，但是注液都不能大范圍的調(diào)節(jié)，注液精度也會(huì)受到液體壓力波動(dòng)的影響。由于鋰離子電池的電解液具有腐蝕性，在注液過程中會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶，直接導(dǎo)致密封件、柱塞的腐蝕和磨損而損壞。且柱塞制造精度要求高，其購(gòu)買成本及維護(hù)費(fèi)用也高，一個(gè)注液泵只能有一個(gè)注液嘴注液，效率也不高。倒吸(真空定量)注液，在鋰離子電池的注液生產(chǎn)中運(yùn)用廣泛。其注液原理為:將待注電池先進(jìn)行抽真空，真空度的大小可調(diào)。在注液條件一定的情況下，由真空度來決定注液量，真空度越高，注液量就越大。這種注液方式的優(yōu)點(diǎn)是效率高，維護(hù)費(fèi)用低且方便。缺點(diǎn)是:1、受電池內(nèi)部容積、電芯卷繞的松緊、制片精度的影響，注液量的誤差較大；2、電池表面沾有很多電解液，造成電池外觀不良以及8% -15%的電解液浪費(fèi)；3、由于電解液的回收反復(fù)使用，對(duì)電解液本身有較大的污染，使電池性能下降。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中注液設(shè)備及注液方式在實(shí)際應(yīng)用過程中有明顯的不足和缺陷，需要進(jìn)一步改進(jìn)，因此如何創(chuàng)設(shè)一種注液容量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、注液量穩(wěn)定、注液精度高以及注液效率高的可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液設(shè)備，是當(dāng)前研發(fā)的重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種注液容量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、注液量穩(wěn)定、注液精度高注液效率高、而且可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液設(shè)備。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液設(shè)備，包括壓力穩(wěn)定裝置、自動(dòng)補(bǔ)液裝置、自動(dòng)注液裝置和控制器，其中，自動(dòng)注液裝置包括第二容器、安裝在第二容器底部的壓力傳感器、以及安裝在第二容器上的液位傳感器:所述自動(dòng)注液裝置分別通過管道與壓力穩(wěn)定裝置、自動(dòng)補(bǔ)液裝置導(dǎo)通連接；控制器分別與壓力穩(wěn)定裝置、自動(dòng)補(bǔ)液裝置和自動(dòng)注液裝置控制連接。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二容器底部安裝有一個(gè)以上的注液出口，所述注液出口通過管道連接有注液嘴，所述管道上設(shè)置有電磁閥，所述電磁閥與控制器連接。所述壓力傳感器、液位傳感器分別與控制器連接。所述的壓力穩(wěn)定裝置包括第一容器、與第一容器連接的加壓電磁閥和減壓電磁閥，所述加壓電磁閥和減壓電磁閥分別與控制器連接。所述第一容器與第二容器之間通過其上設(shè)置的接頭、與接頭連接的管道連接，所述管道上設(shè)置有限流閥。所述第一容器和第二容器內(nèi)裝有干燥氣體，所述第二容器內(nèi)還裝有電解液。所述的第一容器上還安裝有安全閥。所述自動(dòng)補(bǔ)液裝置包括電解液罐、設(shè)置在電解液罐上連接管道的接頭，以及設(shè)置在管道上的電磁閥，所述電磁閥與控制器連接。所述的壓力穩(wěn)定裝置與自動(dòng)注液裝置分別連接機(jī)架。所述的控制器還連接有啟動(dòng)開關(guān)。采用以上技術(shù)后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較有如下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液設(shè)備，其注液量的可調(diào)范圍大，而且調(diào)節(jié)方便，注液精度高、更穩(wěn)定。2、本發(fā)明可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障點(diǎn)少，維修率及維修費(fèi)用低。3、本發(fā)明可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液設(shè)備能多注液嘴同時(shí)精準(zhǔn)注液，提高效率。


以上所述是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為進(jìn)一步解釋本發(fā)明，以下結(jié)合附圖與實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1本發(fā)明一種可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液設(shè)備組成示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明一種可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液設(shè)備的組成，包括壓力穩(wěn)定裝置、自動(dòng)補(bǔ)液裝置和控制器。其中，自動(dòng)注液裝置分別通過管道與壓力穩(wěn)定裝置、自動(dòng)補(bǔ)液裝置導(dǎo)通連接；控制器18分別與壓力穩(wěn)定裝置、自動(dòng)補(bǔ)液裝置和自動(dòng)注液裝置控制連接。具體的講，本發(fā)明壓力穩(wěn)定裝置包括第一容器5、分別與第一容器連接的加壓電磁閥2、減壓電磁閥3、安裝在第一容器上部的接頭6、與接頭6連接的管道8、以及安裝在管道8上的限流閥9。加壓電磁閥2與減壓電磁閥3分別與控制器18連接。第一容器5內(nèi)部裝有一定量的干燥氣體。進(jìn)一步的,在第一容器5上部設(shè)置有安全閥4,第一容器5固定在機(jī)架I上。本發(fā)明的自動(dòng)注液裝置包括第二容器10、安裝在第二容器10邊上的液位傳感器
15、安裝在第二容器底部的壓力傳感器16、設(shè)在第二容器底部的注液出口 7、設(shè)在第二容器上部的接頭12、與接頭12連接的管道19、安裝在管道19上的電磁閥21和注液嘴22，電磁閥21與控制器18連接，壓力傳感器16、液位傳感器15分別與控制器18連接。第二容器10通過安裝在第二容器10上部的接頭11、管道8與第一容器連接。第二容器10底部裝有壓力傳感器16，當(dāng)注液及自動(dòng)補(bǔ)液產(chǎn)生的第一容器5和第二容器10內(nèi)壓力下降或上升時(shí)，壓力傳感器16將信號(hào)傳寄給控制器18，控制器控18制安裝在第一容器5上的加壓電磁閥2或減壓電磁閥3相應(yīng)地加壓或減壓，以保證容器內(nèi)壓力穩(wěn)定和電解液在注液嘴22出口處的壓力恒定。進(jìn)一步的，第二容器10底部可設(shè)置一個(gè)及一個(gè)以上的注液出口 7、對(duì)應(yīng)每個(gè)注液出口連接一條管道19、在每條管道19上安裝一個(gè)電磁閥21和一個(gè)注液嘴22。此外，第二容器10上還安裝有安全閥，第二容器10固定連接機(jī)架I。當(dāng)需要注液時(shí)，控制器18控制電磁閥21打開，第二容器10內(nèi)的電解液通過注液出口 7、管道19，經(jīng)注液嘴22向待注物料23內(nèi)注液，第二容器10底部裝有壓力傳感器16，第二容器10內(nèi)裝有電解液，其上部裝有一部分干燥氣體。待注物料23位于注液嘴22下方，二者之間是否密封取決于工藝要求。待注物料23可以直接是電池本體(如軟包電池)，也可以是注液杯。注液杯是在給電池注液時(shí)，電解液的中轉(zhuǎn)容器，通過它可以將電解液慢慢注入到電池本體。啟動(dòng)開關(guān)24與控制器18連接，注液時(shí)啟動(dòng)開關(guān)向控制器發(fā)出指令，啟動(dòng)程序，自動(dòng)完成注液過程。其注液量可以涵蓋所有鋰離子電池的一次性足量的注液，并能夠方便地調(diào)節(jié)。第二容器10底部設(shè)置的多個(gè)注液出口，每個(gè)注液出口分別連接有管道和注液嘴，每個(gè)管道上都安裝有電磁閥，每個(gè)管道都是獨(dú)立的通道，獨(dú)立控制，因此，注液設(shè)備可以有多個(gè)注液嘴同時(shí)對(duì)多個(gè)待注物料23注液。當(dāng)?shù)竭_(dá)控制器設(shè)定參數(shù)時(shí)，控制器控制電磁閥21關(guān)閉，注液嘴22停止注液。本發(fā)明的自動(dòng)補(bǔ)液裝置電解液罐20，安裝在電解液罐上的接頭17、與接頭17連接的管道14、設(shè)置在管道14上的電磁閥13。第二容器10通過安裝在第二容器上的接頭12、管道14和安裝在電解液罐上接頭17連接電解液罐20，管道14上安裝有電磁閥13，電磁閥13與控制器18連接。當(dāng)?shù)诙萜?0內(nèi)的電解液下降到下限位置時(shí)，控制器控制電磁閥13開啟，電解液由電解液罐20向第二容器10內(nèi)補(bǔ)充，當(dāng)電解液液位上升到上限位置時(shí)，控制器18控制電磁閥13關(guān)閉，停止補(bǔ)充電解液。其中，管道14直達(dá)電解液罐底部，以此保證電解液可以充分用盡。電解液罐20內(nèi)壓力高于第一容器5和第二容器10內(nèi)的壓力。如果電解液罐20內(nèi)的壓力等于或低于容器5和第二容器10內(nèi)的壓力時(shí)，則電解液不能自動(dòng)補(bǔ)充到第二容器10內(nèi)，這時(shí)需要外部給電解注罐20充干燥氣體加壓。當(dāng)?shù)诙萜?0內(nèi)的電解液的液位低于下限時(shí)，液位傳感器15會(huì)發(fā)出信號(hào)，由控制器18啟動(dòng)電磁閥13，由于電解液罐20內(nèi)的壓力高于第二容器10內(nèi)的壓力，因此電解液從電解液罐20內(nèi)流向第二容器10 ;當(dāng)?shù)诙萜?0內(nèi)的液位達(dá)到上限時(shí)，液位傳感器15發(fā)出信號(hào)，由控制器18關(guān)閉電磁閥13。自動(dòng)補(bǔ)液裝置工作時(shí)，穩(wěn)壓裝置同時(shí)工作，保持第二容器10內(nèi)的壓力穩(wěn)定在控制器18的設(shè)定范圍內(nèi)。本發(fā)明的控制器18可以是觸摸屏控制器，也可是單片機(jī)或電腦控制?？刂破?8的設(shè)定參數(shù)包括壓力設(shè)置、注液量設(shè)置等。在控制器18上設(shè)定的注液量，實(shí)際是以設(shè)定的注液時(shí)間通過一定的算法轉(zhuǎn)變?yōu)轱@示的注液量?？刂破鞯淖饔檬强刂普麄€(gè)設(shè)備，使其按程序正常工作。
穩(wěn)壓工作原理為:安裝在第二容器10底部的壓力傳感器16的壓力值由控制器18設(shè)定一定限值。當(dāng)不斷注液后第二容器10內(nèi)的電解液變少，高度降低，第一容器5和第二容器10壓力也會(huì)降低，壓力傳感器16實(shí)測(cè)壓力低于控制器18的設(shè)定值時(shí)，則控制器18控制加壓電磁閥2啟動(dòng)，向第一容器5和第二容器10充干燥氣加壓，到達(dá)控制器18的設(shè)定值時(shí)，控制器18控制加壓電磁閥2關(guān)閉；當(dāng)自動(dòng)補(bǔ)液裝置開始工作，向第二容器10內(nèi)加液時(shí)，隨著液位的升高，第一容器5和第二容器10內(nèi)的壓力也隨之升高，壓力傳感器16實(shí)測(cè)壓力高于控制器18的設(shè)定值，則控制器18控制減壓電磁閥3開啟，抽去第一容器5和第二容器10內(nèi)一定量的干燥氣體，當(dāng)達(dá)到控制器18的設(shè)定值時(shí)，減壓電磁閥3關(guān)閉，因此，第二容器10底部特定位置的壓力會(huì)穩(wěn)定在控制器18的設(shè)定值范圍內(nèi)，從而保證注液裝置的穩(wěn)定工作。正式注液前，根據(jù)工藝要求，先在控制器18上設(shè)置好注液參數(shù)，然后開始注液，控制器18啟動(dòng)電磁閥21，第二容器10內(nèi)的電解液通過管道19、電磁閥21從注液嘴22注到待注物料23內(nèi)，到達(dá)設(shè)定注液參數(shù)時(shí)，控制器18關(guān)閉電磁閥21，通過稱重后，這時(shí)實(shí)際注液量是一個(gè)具體的值，如果此值超出工藝要求的范圍，則在控制器18上調(diào)整注液參數(shù)，經(jīng)過三到五次調(diào)整，達(dá)到工藝要求后，就可以正式注液生產(chǎn)了。在注液過程中，由于第二容器10內(nèi)的電解液不斷減少，液位下降，第二容器10內(nèi)壓力會(huì)降低，第二容器10內(nèi)需要自動(dòng)補(bǔ)液，液位升高，第二容器10內(nèi)的壓力會(huì)升高。不管第二容器10內(nèi)的壓力降或者升，穩(wěn)壓裝置都同時(shí)有效運(yùn)行，以保持第二容器10底部壓力并使之穩(wěn)定，確保注液量達(dá)到工藝要求，并持續(xù)正常生產(chǎn)。當(dāng)在第二容器10底部安裝并使用了四個(gè)注液出口時(shí)，它們受控制器18的獨(dú)立注液參數(shù)設(shè)置及控制，可同時(shí)給四個(gè)待注物料23注液。綜上所述，本發(fā)明精密注液設(shè)備包括對(duì)方形電池、圓柱電池、聚合物電池、軟包電池、各種動(dòng)力電池等注液，注液可大范圍調(diào)節(jié)及精密定量，還可以多注液嘴精準(zhǔn)注液。本發(fā)明由于精密控制及通過穩(wěn)定第一容器5和第二容器10內(nèi)的壓力控制，當(dāng)注液嘴22的口徑是一定值時(shí)，實(shí)驗(yàn)證明，通過控制器18的參數(shù)設(shè)定及調(diào)整，在0.lg_20g注液量范圍內(nèi)，注液精度可達(dá)到±0.02g ;在20g-50g注液量范圍內(nèi)，注液精度可達(dá)到±0.05g ;在50g-100g注液量范圍內(nèi)，注液精度可達(dá)到±0.1g;在100g-200g注液量范圍內(nèi)，注液精度可達(dá)到±0.2g ;在200g-500g注液量范圍內(nèi)，注液精度可達(dá)到±0.5g ;在500g_1000g注液量范圍內(nèi)，注液精度可達(dá)到±lg，完全能夠滿足各種鋰離子電池的注液工藝要求。注液量可以在0.2g-50Kg內(nèi)通過控制器18的參數(shù)設(shè)置，自由、方便地調(diào)節(jié)，現(xiàn)階段一般最大注液量到IOOOg 左右，即 IKgo
權(quán)利要求
1.一種可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液設(shè)備，其特征在于:包括壓力穩(wěn)定裝置、自動(dòng)補(bǔ)液裝置、自動(dòng)注液裝置和控制器，其中，自動(dòng)注液裝置包括第二容器、安裝在第二容器底部的壓力傳感器、以及安裝在第二容器上的液位傳感器:所述自動(dòng)注液裝置分別通過管道與壓力穩(wěn)定裝置、自動(dòng)補(bǔ)液裝置導(dǎo)通連接；控制器分別與壓力穩(wěn)定裝置、自動(dòng)補(bǔ)液裝置和自動(dòng)注液裝置控制連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液裝置，其特征在于:所述第二容器底部安裝有一個(gè)以上的注液出口，所述注液出口通過管道連接有注液嘴，所述管道上設(shè)置有電磁閥，所述電磁閥與控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液裝置，其特征在于:所述壓力傳感器、液位傳感器分別與控制器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液裝置，其特征在于:所述的壓力穩(wěn)定裝置包括第一容器、與第一容器連接的加壓電磁閥和減壓電磁閥，所述加壓電磁閥和減壓電磁閥分別與控制器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液裝置，其特征在于:所述第一容器與第二容器之間通過其上設(shè)置的接頭、與接頭連接的管道連接，所述管道上設(shè)置有限流閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液裝置，其特征在于:所述第一容器和第二容器內(nèi)裝有干燥氣體，所述第二容器內(nèi)還裝有電解液。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液裝置，其特征在于:所述的第一容器上還安裝有安全閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液裝置，其特征在于:所述自動(dòng)補(bǔ)液裝置包括電解液罐、設(shè)置在電解液罐上連接管道的接頭，以及設(shè)置在管道上的電磁閥，所述電磁閥與控制器連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液裝置，其特征在于:所述的壓力穩(wěn)定裝置與自動(dòng)注液裝置分別連接機(jī)架。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液裝置，其特征在于:所述的控制器還連接有啟動(dòng)開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液設(shè)備，包括壓力穩(wěn)定裝置、自動(dòng)補(bǔ)液裝置、自動(dòng)注液裝置和控制器，其中，自動(dòng)注液裝置包括第二容器、安裝在第二容器底部的壓力傳感器、以及安裝在第二容器上的液位傳感器所述自動(dòng)注液裝置分別通過管道與壓力穩(wěn)定裝置、自動(dòng)補(bǔ)液裝置導(dǎo)通連接；控制器分別與壓力穩(wěn)定裝置、自動(dòng)補(bǔ)液裝置和自動(dòng)注液裝置控制連接。本發(fā)明可大范圍調(diào)節(jié)的精密注液設(shè)備，其注液量的可調(diào)范圍大，而且調(diào)節(jié)方便，注液精度高、更穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障點(diǎn)少，維修率及維修費(fèi)用低；能多注液嘴同時(shí)精準(zhǔn)注液，提高效率。
文檔編號(hào)H01M2/36GK103208607SQ201310090970
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者何仁雄, 王進(jìn)超 申請(qǐng)人:深圳市恒瑞興自動(dòng)化設(shè)備有限公司