專利名稱：氮氣置換脫水自吸法真空注液機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋰電池制造工藝注液技術，特別是氮氣置換脫水自吸法真空注液機。
背景技術：
鋰電池制造工藝注入電解液環節，對鋰電池性能質量影響十分顯著，電解液一旦吸收水分，在鋰電池工作時，電化學效應產生氫氟酸等一系列的損壞鋰電池性能的反應，為了避免鋰電池注入電解液工藝吸收水分，現有的鋰電池制造注電解液工藝，大多數采用超低濕干燥房注液方式，要求干燥房的干燥目標參數，露點溫度_40°C -60°C，露點溫度越低，空氣中含濕量越低，當露點溫度低于_40°C _60°C時，干燥房耗能迅速增大，干燥房露點溫度越低，環境濕度變化時，干燥房的干燥度穩定性就越差，因此，鋰電池產品質量的提高，改進現有的注電解液技術十分迫切，其次，鋰電池制造工藝注入電解液后需要通過一段時間擱置，擱置的目的，是為了使電解液很均勻的分布在電芯的各個部位，嚴格要求的擱置，還需要采取高溫擱置、低溫擱置，或更多措施使電解液很均勻的分布在電芯的各個部位，實踐證明，這種靜態擱置法，很難達到電解液很均勻的分布在電芯的各個部位。
發明內容
本發明提供一種改進注液技術，是使鋰電池殼內形成負壓，由其負壓將電解液吸入至鋰電池殼內的氮氣置換脫水自吸法真空注液機，注液時，注液機的注液管與鋰電池注液口密封連接，與環境空氣完全隔離，在真空泵的抽吸作用下，將鋰電池殼內、注液管路內的空氣完全排出，然后，電解液由鋰電池殼內負壓吸入，由于鋰電池殼內負壓效應，進入鋰電池殼內的電解液迅速擴散至鋰電 池殼內的電芯每個部位，為了進一步脫除鋰電池殼內電芯吸附的微量水分，氮氣置換脫水自吸法真空注液機還提供了氮氣置換脫水功能，氮氣置換脫水功能，是在真空泵的抽吸作用下，鋰電池殼內、注液管路內的空氣完全排出后，注入干燥氮氣，由于干燥氮氣具有一定的吸水性，將吸附在鋰電池殼內電芯每個部位的水分被干燥氮氣吸附，然后再由真空泵的抽吸排出，此時，鋰電池殼內電芯每個部位的水分被進一步脫除，氮氣置換脫水后再注入電解液。通過氮氣置換脫水自吸法注液的鋰電池達到防止注液環節水分進入鋰電池內，能有效提高電池質量，同時，由于負壓自吸過程，使電解液充分的擴散，可以省略擱置環節，提高生產效率。實現發明的技術方案不銹鋼材料制造的注液毛細管一端鉚接式連接鋼殼鋰電池的頂端的注液口，注液毛細管的另一端連接排氣三通，排氣三通一端連接注液三通，還有一端連接抽吸管，注液三通一端連接出液氣動閥，另一端連接單向閥，出液氣動閥連接儲液包，儲液包連接中間氣動供液閥，中間氣動供液閥連接注液泵，注液泵通過供電解液管連接供液罐的罐底氣動供液閥，供液罐的頂部安裝平衡氣動閥，平衡氣動閥，通過供氮氣管連接至氮氣恒壓罐，氮氣恒壓罐通過氮氣恒壓閥，連接減壓氮氣管，減壓氮氣管連接安裝在氮氣罐上的減壓閥。抽吸管一端與排氣三通連接，抽吸管的另一端連接負壓通路氣動閥，負壓通路氣動閥通過真空管連接真空罐，真空罐通過抽真空管連接安裝在真空泵抽口的電磁關斷閥，真空罐頂部安裝有電接點真空壓力表，電接點真空壓力表與真空泵、電磁關斷閥聯通回路，使電磁關斷閥與真空泵同步工作。氮氣置換脫水自吸法真空注液機的注液操作步驟首先，將注液毛細管鉚接式連接鋼殼鋰電池的頂端的鋼殼注液口，注液毛細管與鋼殼鋰電池內相通；1.開啟真空泵，同步開啟電磁關斷閥，通過抽真空管將真空罐抽至負壓，當負壓抽至電接點真空壓力表設定值時，電接點真空壓力表接點斷開，真空泵停，開啟狀態的電磁關斷閥同步關閉，此時負壓通路氣動閥處于關閉狀態；2.中間氣動供液閥處于關閉狀態，出液氣動閥處于開啟狀態，開啟負壓通路氣動閥，真空罐的負壓通過真空管抽吸注液毛細管連接的鋼殼鋰電池內、儲液包內的氣體，儲液包、鋼殼鋰電池內氣體被抽吸后，儲液包、鋼殼鋰電池內處于負壓狀態，負壓通路氣動閥即恢復關閉狀態，出液氣動閥同處于關閉狀態；3.開啟中間氣動供液閥、同步開啟注液泵、同步開啟罐底氣動供液閥，供液罐的電解液泵至儲液包，注入儲液包定量值后，中間氣動供液閥、注液泵、罐底氣動供液閥關閉；4.開啟出液氣動 閥，儲液包內電解液即被鋼殼鋰電池內的負壓抽吸，進入鋼殼鋰電池內；5.因出液過量，當供液罐內出現負壓，導致出液受阻現象時，即開啟平衡氣動閥，氮氣恒壓罐內的氮氣即可經氮氣管進入供液罐，供液罐內出現負壓轉為正壓，即可恢復出液正常。6.當氮氣恒壓罐內氮氣減少至低于恒壓值時，氮氣恒壓閥自動開啟經減壓氮氣管、減壓閥，從氮氣罐得到補充，氮氣恒壓罐內氮氣保持恒壓值；7.當需要對鋼殼鋰電池內進行氮氣置換脫水置換時，開啟氮氣平衡氣動閥，氮氣即經恒壓氮氣供氣管、單向閥進入鋼殼鋰電池內。8.再開啟負壓通路氣動閥，即可將進入鋼殼鋰電池內氮氣抽吸排出，反復多次置換可以提高鋼殼鋰電池內的干燥程度，單向閥被設定允許氮氣從恒壓氮氣供氣管進入，同時，單向閥的開啟導通應具有一定導通壓力，只有高于設定的導通壓力，來自于恒壓氮氣供氣管的氮氣才能進入鋼殼鋰電池內，僅限于氮氣平衡氣動閥開啟時，氮氣導通壓力使單向閥開啟導通，而向鋼殼鋰電池內進行注液時，電解液被單向閥的單向關閉作用，關閉電解液不能通過單向閥，此時氮氣也不通過單向閥。9.當真空罐內負壓值低于設定值時，電接點真空壓力表接點自動閉合導通，將真空罐內抽至負壓設定值。10.完成注液后，鋼殼鋰電池的頂端的注液毛細管采用壓剪鉗壓扁剪斷，壓剪鉗壓扁剪斷的剪口保持密封，也就達到了鋼殼鋰電池被完全密封的要求，注液毛細管屬連接在排氣三通上的耗材，根據消耗補充。操作過程與環境氣氛完全隔離，環境中的水分不會與電解液發生接觸，不會產生電解液吸收水分的問題，與現有的干燥房注液工藝相比，不僅可以克服鋰電池生產注電解液工藝吸收水分問題，還可以節省干燥房消耗的大量能源。 本發明的積極意義，氮氣置換脫水自吸法真空注液機，針對鋰電池注電解液工藝環節帶入水分，將引起嚴重的產品質量問題所改進的注液技術方案，注液時環境中的水分不會與電解液發生接觸，同時，通過氮氣置換技術，可以進一步脫除鋰電池內的水分，對鋰電池產品質量的提高，降低制造成本都有積極意義。
圖1是鋰電池制造工藝真空注液機系統結構圖；圖1中鋼殼鋰電池1、鋼殼注液口 2、注液毛細管3、排氣三通4、注液三通5、出液氣動閥6、儲液包7、中間氣動供液閥8、注液泵9、供電解液管10、罐底氣動供液閥U、供液罐12、平衡氣動閥13、供氮氣管14、氮氣罐15、減壓閥16、減壓氮氣管17、氮氣恒壓閥18、氮氣恒壓罐19、氮氣平衡氣動閥20、恒壓氮氣供氣管21、單向閥22、抽吸管23、負壓通路氣動閥24、真空管25、電接點真空壓力表26、真空罐27、抽真空管28、電磁關斷閥29、真空泵30 ；
具體實施例參照圖1，注液毛細管3鉚接鋼殼鋰電池I的頂端的鋼殼注液口 2，注液毛細管3的另一端連接排氣三通4，排氣三通4連接注液三通5，注液三通5 —端連接出液氣動閥6，另一端連接單向閥22，出液氣動閥6連接儲液包7，儲液包7連接中間氣動供液閥8，中間氣動供液閥8另一端連接注液泵9，注液泵9通過供電解液管10連接罐底氣動供液閥11，罐底氣動供液閥11安裝在供液罐12的罐底,供液罐12的頂部安裝氮氣平衡氣動閥13，氮氣平衡氣動閥13通過供氮氣管14連接至氮氣恒壓罐19，氮氣恒壓罐19通過氮氣恒壓閥18與減壓氮氣管17連接，減壓氮氣管17安裝在氮氣罐15上的減壓閥16的出口，減壓閥16與氮氣罐15的出口 ；
排氣三通4的一個管口與抽吸管23連接，抽吸管23連接負壓通路氣動閥24，負壓通路氣動閥24通過真空管25連接真空罐27，真空罐27通過抽真空管28連接安裝在真空泵30抽口的電磁關斷閥29的入口端，真空罐27頂部安裝電接點真空壓力表26，電接點真空壓力表26與真空泵30、電磁關斷閥29接通工作回路。注液毛細管3采用不銹鋼材料制造，注液毛細管3與鋼殼鋰電池的頂端的注液口鉚接式連接，兩種材料性質一致，能保證鉚接接口密封的要求。氮氣置換脫水自吸法真空注液機注液步驟首先，將注液毛細管3與鋼殼鋰電池I的頂端的鋼殼注液口 2鉚接式連接，注液毛細管與鋼殼鋰電池I內相通；1.開啟真空泵30，同步開啟電磁關斷閥29，通過抽真空管28將真空罐27抽至負壓，當負壓抽至電接點真空壓力表26設定值時，電接點真空壓力表26接點斷開，真空泵30停，電磁關斷閥29同步斷開，此時負壓通路氣動閥24處于關閉狀態；2.中間氣動供液閥8處于關閉狀態，出液氣動閥6處于開啟狀態，開啟負壓通路氣動閥24，真空罐27的負壓通過真空管25抽吸注液毛細管鉚接的鋼殼鋰電池I內的氣體，鋼殼鋰電池I內氣體被抽吸，儲液包7的氣體同時被抽吸,鋼殼鋰電池I內處于負壓狀態后，負壓通路氣動閥24即恢復關閉狀態，出液氣動閥6同時恢復關閉狀態；3.開啟中間氣動供液閥8、同步開啟注液泵9、同步開啟罐底氣動供液閥11，供液罐12的電解液即被泵至儲液包7，儲液包7被注滿，中間氣動供液閥8、注液泵9、罐底氣動供液閥11恢復關閉狀態；4.開啟出液氣動閥6，儲液包7內的電解液即被鋼殼鋰電池I內的負壓吸引進入鋼殼鋰電池I內；5.當供液罐12內因供液量過大，出現負壓，導致出液受阻現象時，即開啟平衡氣動閥13，氮氣恒壓罐19內氮氣即可經氮氣管14進入供液罐12，供液罐12恢復正壓，即可恢復出液正常。6.當氮氣恒壓罐19內的氮氣減少至低于維持正壓恒壓值時，氮氣恒壓閥18自動開啟，氮氣經減壓氮氣管17減壓閥16從氮氣罐15得到補充；7.當需要對鋼殼鋰電池I內進行氮氣置換脫水時，開啟氮氣平衡氣動閥20，氮氣即經恒壓氮氣供氣管21、單向閥22進入鋼殼鋰電池I內，再開啟負壓通路氣動閥24，真空罐27被導通，即可將進入鋼殼鋰電池I內氮氣抽吸排除，反復多次置換，可以提高鋼殼鋰電池I內的干燥程度。8.當真空罐27內負壓值低于電接點真空壓力表26設定值時，電接點真空壓力表26接點自動閉合導通，將真空罐27內抽至負壓設定值。
9.完成注液后，鋼殼鋰電池I的頂端的注液毛細管3由壓剪鉗壓扁剪斷，壓剪鉗壓扁剪斷的剪口保持密封，也就達到了鋼殼鋰電池被完全密封的要求。上述操作過程與環境氣氛完全隔離，環境中的水分不會與電解液發生接觸，無論是環境濕度大小不會產生電解液吸收水分的問題，與現有的干燥房注液工藝相比不僅可以克服鋰電池生產注電解液工藝吸收水分問題還可以節省大量能源。
權利要求
1.氮氣置換脫水自吸法真空注液機，由注液毛細管(3) —端連接排氣三通(4)，排氣三通(4)連接注液三通(5)，注液三通(5) —端連接出液氣動閥出)，另一端連接單向閥(22)，出液氣動閥(6)連接儲液包(7)出口，儲液包(7)入口連接中間氣動供液閥(8)，中間氣動供液閥(8)連接注液泵(9)，注液泵(9)通過供電解液管(10)連接罐底氣動供液閥(11)，罐底氣動供液閥(11)安裝在供液罐(12)的罐底，供液罐(12)的頂部安裝平衡氣動閥(13)，平衡氣動閥(13)通過供氮氣管(14)連接至氮氣恒壓罐(19)，氮氣恒壓罐(19)通過氮氣恒壓閥(18)、減壓氮氣管(17)連接安裝在氮氣罐(15)出口的減壓閥(16)出口，排氣三通(4)的一個管ロ與抽吸管(23)連接，抽吸管(23)連接負壓通路氣動閥(24)，負壓通路氣動閥(24)通過真空管(25)連接真空罐(27)，真空罐(27)通過抽真空管(28)連接安裝在真空泵(30)抽ロ的電磁關斷閥(29)入口，真空罐(27)頂部安裝電接點真空壓カ表(26)，電接點真空壓カ表(26)與真空泵(30)接通工作回路組成，其特征是儲液包(7)出口連接出液氣動閥(6)，儲液包(7)入口連接中間氣動供液閥(8)。
全文摘要
本發明公開了氮氣置換脫水自吸法真空注液機，主要由注液毛細管、排氣三通、注液三通、出液氣動閥、單向閥、出液氣動閥、儲液包、中間氣動供液閥、中間注液泵、罐底氣動供液閥、供液罐、平衡氣動閥、氮氣恒壓罐、氮氣恒壓閥、氮氣罐、減壓閥等組成，氮氣置換脫水自吸法真空注液機，針對鋰電池注入電解液工藝環節帶入水分問題，采取與環境氣氛隔離的注液技術方案，注液時環境中的水分不會與電解液發生接觸，無論是環境濕度大小，電解液注液工藝都不會產生電解液吸收水分的問題，并且通過氮氣置換技術，可以進一步脫除鋰電池內的殘留水分，對鋰電池產品質量的提高，降低制造成本都有積極意義。
文檔編號H01M2/36GK103050657SQ20111032214
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月13日 優先權日2011年10月13日
發明者鄧梁 申請人:趙寬, 鄧梁