真空注液杯组件及真空注液装置

摘要

本发明公开了一种真空注液杯组件，包括：支架；注液基台，固定设置在所述支架上，所述注液基台为柱体且内部设置有至少一组贯通上下端面的容纳腔；注液底板，固定设置在所述支架上，所述注液底板上设置有至少一组注液孔，且每组所述注液孔与所述容纳腔对应设置；注液针，设置在所述注液基台的所述容纳腔内，且与所述容纳腔侧壁密封滑动配合；其中，所述注液针上设置有用于容纳电解液的注液通道，所述注液通道的出口设置在所述注液针的侧壁上，且位于所述注液基台的容纳腔处，仅通过注液针在注液孔内的插、拔即可实现实现密封及非密封的两种工作状态，可方便的将电解液注入已抽真空的电池壳体内，工作效率大大提高，且操作简便、快捷。

说明书

技术领域

本发明涉及电池制造设备技术领域，具体涉及一种真空注液杯组件及包含该真空注液杯组件的真空注液装置。

背景技术

注液机是将电解液注入电池壳体内部并完全浸润电池内部的设备，在向电池壳体内部注入电解液时，常规的注液速度较慢，工作效率较低，因此现有技术大多采用真空注液的方式，通过压力差将电解液压入电池壳体内。但是现有的真空注液装置通常为半真空状态环境下进行，先将电解液注入电池上方的持液杯中，再将其放入压力腔，通过正负压循环来实现浸润的方式，多次抽真空-常压的循环工作导致工作效率较低，且电解液无法完全浸润电池，因此急需寻找一种能够实现真空注液的真空注液杯组件及包含该真空注液杯组件的真空注液装置。

有鉴于上述现有注液机存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设真空注液杯组件及包含该真空注液杯组件的真空注液装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的注液机存在的缺陷，而提供一种能够实现真空环境下进行注液的真空注液杯组件及包含该真空注液杯组件的真空注液装置，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种真空注液杯组件，包括：

支架；

注液基台，固定设置在所述支架上，所述注液基台为柱体且内部设置有至少一组贯通上下端面的容纳腔；

注液底板，固定设置在所述支架上，所述注液底板上设置有至少一组注液孔，且每组所述注液孔与所述容纳腔对应设置；

注液针，设置在所述注液基台的所述容纳腔内，且与所述容纳腔侧壁密封滑动配合；

其中，所述注液针上设置有用于容纳电解液的注液通道，所述注液通道的出口设置在所述注液针的侧壁上，且位于所述注液基台的容纳腔处。

作为一种优选的技术方案，还包括第一动力组件，与所述注液针连接，用于驱动所述注液针在所述注液基台内的运动，使得所述注液针具有插入并堵塞所述注液孔的第一状态及未堵塞所述注液孔的第二状态。

作为一种优选的技术方案，所述第一动力组件包括：

侧板，设置有两组，分别对称的设置在所述注液基台的两侧，所述侧板与所述注液针之间通过滑轨-滑块组件连接，且所述滑轨-滑块组件倾斜设置；

连接板，与两组所述侧板固定连接；

第一驱动件，与所述连接板连接，用于驱动所述连接板及与所述连接板固定连接的两组所述侧板的移动。

作为一种优选的技术方案，所述第一动力组件还包括导向组件，用于给所述侧板的移动导向。

作为一种优选的技术方案，所述导向组件包括设置在所述注液底板上的滑轨及设置在所述侧板底部的滑块。

作为一种优选的技术方案，所述注液底板上设置有注液针套，所述注液针套固定设置在所述注液底板上预设的贯通孔上；

所述注液针套上设置有所述注液孔，且所述注液孔包括呈收口状的第一段、等内径的第二段及呈收口状的第三段，且所述注液针的下端部的外径不小于所述第二段的内径。

作为一种优选的技术方案，所述注液针套包括第一柱体和第二柱体，所述注液孔的所述第一段设置在所述第一柱体内，所述第二段和所述第三段依次设置在所述第二柱体内，且所述第一柱体的尺寸大于所述第二柱体。

作为一种优选的技术方案，所述注液针的所述注液通道的出口设置在所述注液通道的底部且呈倾斜向下设置。

作为一种优选的技术方案，所述注液针的上端部设置有凹槽，且所述凹槽内套设有密封件，用于使得所述注液针与所述注液基台内侧壁密封滑动连接。

真空注液装置，包括：

如上所述的真空注液杯组件；

渗液腔，包括四组渗液腔侧板，且所述侧板上设置有用于连接抽真空装置的抽气口及用于连接外部环境的进气口；

抽真空装置，与所述抽气口连接，用于对所述渗液腔进行抽真空；

腔体底板，用于承载待注液的电池壳体；

第二动力组件，与所述腔体底板连接，用于驱动所述腔体底板的运动，使得所述腔体底板具有移动至所述渗液腔底部的密封状态及脱离所述渗液腔的非密封状态。

作为一种优选的技术方案，所述第二动力组件包括：

固定板，固定设置在所述支架上；

第一导向轴组，包括至少两组第一导向轴，且每组所述第一导向轴的一端固定设置在所述腔体底板上，另一端套设在所述固定板上预留的贯通孔内；

第二驱动件，与所述腔体底板连接。

作为一种优选的技术方案，还包括第一移动板，与所述第一导向轴组的活动端固定连接，且所述第一移动板或所述固定板相对的侧面设置有缓冲器，用于对所述第一移动板的运动进行限位。

作为一种优选的技术方案，还包括定位组件，设置在所述腔体底板的底部，用于给置于所述腔体底板上的所述待注液的电池壳体的托盘进行定位，所述定位组件包括：

第三移动板；

第三驱动件，与所述第三移动板连接，用于驱动所述第三移动板朝向或远离所述渗液腔方向运动；

第三导向轴组，包括至少两组第三导向轴，所述第三导向轴的一端固定设置在所述第三移动板上，另一端与所述腔体底板上预设的贯通孔密封滑动连接，且与所述托盘上的预留孔对应设置。

作为一种优选的技术方案，还包括第二导向轴组，所述第二导向轴组包括至少两组第二导向轴，所述第二导向轴的一端固定设置在所述第三移动板的底部，另一端套设在所述第二移动板预设的贯通孔内。

作为一种优选的技术方案，所述腔体底板的上端还设置有用于给所述托盘进行限位的挡条。

采用上述技术方案，能够实现以下技术效果：

真空注液杯组件包括注液针、注液底板及注液基台，仅通过注液针在注液孔内的插、拔即可实现实现密封及非密封的两种工作状态，可方便的将电解液先预存在注液针、注液底板及注液基台形成的密封容纳腔内，再在需要进行注液时，注入已抽真空的电池壳体内，工作效率大大提高，且操作简便、快捷。

真空注液装置可方便的在渗液腔、腔体底板及注液底板围护成的密封真空腔内将电解液导入电池壳体中，且由于注液针与容纳腔侧壁密封滑动配合，因此不会破坏上述所述密封真空腔的真空环境，操作简单、快捷，且由于电池壳体内部处于真空环境，因此电解液可快速渗透进去，大大提高了注液效率。

附图说明

图1为真空注液杯组件的主视图；

图2为图1中A-A处剖视图(注液针处于第二状态)；

图3为图1中A-A处剖视图(注液针处于第一状态)；

图4为真空注液装置的局部剖视图；

图5为注液底板的剖视图；

图6为注液底板的俯视图；

图7为真空注液杯组件的另一实施例的主视图；

图8为真空注液装置的主视图(非密封状态)；

图9为真空注液装置的主视图(密封状态)；

图10为托盘的俯视图；

其中：1-支架，2-注液基台，3-注液底板，4-注液针，41-注液通道，42-注液通道的出口，5-注液孔，6-容纳腔，7-注液针套，8-压板，9-侧板，10-第一驱动件，11-滑轨-滑块组件，12-渗液腔侧板，13-腔体底板，14-第一移动板，15-固定板，16-第二移动板，17-第三移动板，18-缓冲器，19-缓冲器限位块，20-第二驱动件，21-第三驱动件，22-第一导向轴，23-第二导向轴，24-第三导向轴。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的真空注液杯组件及真空注液装置其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

如图1-图4所示，本发明公开了一种真空注液杯组件，包括：支架1；注液基台2，固定设置在支架1上，注液基台2为柱体且内部设置有至少一组贯通上下端面的容纳腔6；注液底板3，固定设置在支架1上，注液底板3上设置有至少一组注液孔5，且每组注液孔5与容纳腔6对应设置；注液针4，设置在注液基台2的容纳腔6内，且与容纳腔6侧壁密封滑动配合；其中，注液针4上设置有用于容纳电解液的注液通道41，注液通道的出口42设置在注液针4的侧壁上，且位于注液基台2的容纳腔6处。具体的，支架1包括竖向的四组立杆及横向设置的用于固定注液基台2的横杆；注液基台2为柱体，优选为方形柱体，其内部设置的容纳腔6的主体为等内径的圆柱形腔体，其下端部呈上宽下窄的收口状，便于将置于腔体的电解液导向与其对应的注液孔5；注液底板3作为真空注液装置的真空腔的上部端板，其上部开设的多组注液孔5为电解液的入口，电解液从该入口进入并在自重下进入位于下方的电池壳体内；注液针4的上端部为等径的第一段，且该段的注液针4内部设置有与注液针4同轴线的注液通道41，与第一段连接的第二段的内径较第一段窄，且注液通道的出口42设置在第一段与第二段连接处，且出口由注液通道41向容纳腔6处倾斜向下方，从而便于将注液通道41内部的电解液引入容纳腔6中，而不至于积存在注液通道41的底部，注液针4的第三段，即注液针4的下端部与注液底板3上设置的注液孔5相配合，能够在外力作用下插入注液孔5中并堵塞注液孔5；优选的，注液针4的第一段的侧壁上设置有凹槽，且凹槽内设置有密封件，如密封圈，通过密封件实现注液针4与容纳腔6侧壁的密封滑动配合，即在外力作用下注液针4能够相对容纳腔6侧壁上下运动，但是两者之间始终保持密封状态。

作为一种优选的技术方案，还包括第一动力组件，与注液针4连接，用于驱动注液针4在注液基台2内的运动，使得注液针4具有插入并堵塞注液孔5的第一状态及未堵塞注液孔5的第二状态，第一动力组件的设置增加了其自动化程度，减少人力成本。

作为一种优选的技术方案，如图7所示，第一动力组件包括：侧板9，设置有两组，分别对称的设置在注液基台2的两侧，侧板9与注液针4之间通过滑轨-滑块组件11连接，且滑轨-滑块组件11倾斜设置；连接板，与两组侧板9固定连接；第一驱动件10，与连接板连接，用于驱动连接板及与连接板固定连接的两组侧板9的移动。具体的，两组侧板9上分别对称的设置有倾斜的滑轨，用于固定注液针4的上端部的压板8上设置有与滑轨滑动配合的滑块，通过侧板9上的滑轨的水平方向的运动，实现水平方向上固定的注液针4及与注液针4上端部固定的压板8的竖直方向的运动；为了增加两侧侧板9的联动性，还设置有连接两组侧板9的连接板，第一驱动件10与连接板连接，通过连接板将第一驱动件10的动力传输给两组侧板9，其中，第一驱动件10可以为气缸、电机等任何可以给连接板提供水平方向上运动的驱动件。

作为一种优选的技术方案，如图7所示，第一动力组件还包括导向组件，用于给侧板9的移动导向。具体的，导向组件包括设置在注液底板3上的滑轨及设置在侧板9底部的滑块，滑轨的延伸方向为侧板9的长度延伸方向，在第一驱动件10的驱动下，侧板9沿滑轨的延伸方向运动，有效保证两组侧板9运动的一致性，从而保证注液针4竖向运动的精度。

作为一种优选的技术方案，如图5-图6所示，注液底板3上设置有注液针套7，注液针套7固定设置在注液底板3上预设的贯通孔上；注液针套7上设置有注液孔5，且注液孔5包括呈收口状的第一段、等内径的第二段及呈收口状的第三段，且注液针4的下端部的外径不小于第二段的内径。具体的，贯通孔的形状与注液针套7形状相配合，包括内径不同的两段；如图1-图3所示，注液针套7为包括两段内径不同的圆柱体，且内部设置有注液孔5，注液针套7设置在注液底板3上预设的贯通孔内，便于清洗及磨损后的更换，有效节约成本；注液针套7的注液孔5包括内径由上至下逐渐减少的、呈收口状的第一段，且其上端部的内径等于相接的容纳腔6的内径，即其上端部的内径等于容纳腔6底部的内径，从而便于将处于容纳腔6的电解液导入注液孔5内，等内径的第二段的内径与注液针4的下端部的外径相等，该段的设置便于注液针4插入时的密封，增加了注液针4处于密封状态时的密封性，如第一段，内径由上至下逐渐减少的、呈收口状的第三段与注液针4下端部的锥形端部相配合，实现两者的完全密封，且为了进一步增加密封效果，第二段的侧壁上设置有凹槽，用于放置密封件。

作为一种优选的技术方案，注液针套7包括第一柱体和第二柱体，注液孔5的第一段设置在第一柱体内，第二段和第三段依次设置在第二柱体内，且第一柱体的尺寸大于第二柱体。具体的，注液针套7的两段式设计能够增加与注液底板3的连接牢靠性，另外为了增加注液针套7与注液底板3的密封性，在第二柱体的上端部设置有凹槽，凹槽内设置有密封件，该密封件可为O型圈。

作为一种优选的技术方案，注液针4的注液通道的出口42设置在注液通道41的底部且呈倾斜向下设置，将电解液导向容纳腔6的同时，有效防止电解液在注液通道41的底部的积聚。

作为一种优选的技术方案，注液针4的上端部设置有凹槽，且凹槽内套设有密封件，用于使得注液针4与注液基台2内侧壁密封滑动连接，具体的，密封件可为O型圈。

本发明还公开了一种真空注液装置，包括：如上所述的真空注液杯组件；还包括渗液腔，包括四组渗液腔侧板12，且渗液腔侧板12上设置有用于连接抽真空装置的抽气口及用于连接外部环境的进气口；抽真空装置，与抽气口连接，用于对渗液腔进行抽真空；腔体底板13，用于承载待注液的电池壳体；第二动力组件，与腔体底板13连接，用于驱动腔体底板13的运动，使得腔体底板13具有移动至渗液腔底部的密封状态及脱离渗液腔的非密封状态。具体的，渗液腔由四组渗液腔侧板12、上部注液底板3及下部腔体底板13组成，为了增加渗液腔侧板12、注液底板3及腔体底板13之间的密封性，可在接触的面设置密封件；抽真空装置可以为任何一种能够对密封环境进行抽真空处理的装置；由于注液针4及注液针套7在水平方向上为固定的，相对于该渗液腔不会发生偏移，位于腔体底板13上的托盘及置于托盘上的电池的位置需精准的朝向对应的注液针套7，因此在腔体底板13上设置有给托盘导向和限位的挡条；

作为一种优选的技术方案，第二动力组件包括：固定板15，固定设置在支架1上，其位置相对于支架1为固定的；第一导向轴组，包括至少两组第一导向轴22，优选的，包括四组第一导向轴22，分别位于腔体底板13的四个角部，且每组第一导向轴22的一端固定设置在腔体底板13上，另一端套设在固定板15上预留的贯通孔内，第一导向轴22能够在该贯通孔内自由的上下运动；第二驱动件20，与腔体底板13连接，优选的，第二驱动件20为气缸，气缸的活塞杆与腔体底板13连接，用于驱动腔体底板13朝向或远离渗液腔方向运动。

作为一种优选的技术方案，第二动力组件还包括第一移动板14，与第一导向轴组的活动端固定连接，且第一移动板14或固定板15相对的侧面设置有缓冲器18，用于对第一移动板14的运动进行限位。具体的，第一导向轴22的两端分别固定设置在腔体底板13的底部和第一移动板14的上端部，且固定板15位于腔体底板13及第一移动板14之间，且固定板15上开设有供第一导向轴22自由运动的贯通孔，且贯通孔内设置有直线轴承，防止两者之间的磨损；第一移动板14的上端部设置有缓冲器限位块19，固定板15上设置有朝向第一移动板14的缓冲器18，通过缓冲器18对第一移动板14及第一导向轴22的运动进行限位及缓冲。

作为一种优选的技术方案，还包括定位组件，设置在腔体底板13的底部，用于给置于腔体底板13上的待注液的电池壳体的托盘进行定位，定位组件包括：第三移动板17；第三驱动件21，与第三移动板17连接，用于驱动第三移动板17朝向或远离渗液腔方向运动；第三导向轴组，包括至少两组第三导向轴24，第三导向轴24的一端固定设置在第三移动板17上，另一端与腔体底板13上预设的贯通孔密封滑动连接，且与托盘上的预留孔对应设置。具体的，如图10所示，用于承载待注液电池的托盘四个角部分别设置有贯通孔，第三移动板17设置在腔体底板13的底部，且其上对应于四个贯通孔的位置分别设置有四组第三导向轴24，腔体底部对应于托盘的四个贯通孔的位置也设置有供第三导向轴24通过的孔，在第三驱动件21的驱动下第三移动板17能够朝向腔体底板13运动，并将第三导向轴24通过腔体底板13插入托盘的贯通孔内，从而实现托盘的定位。

作为一种优选的技术方案，还包括第二导向轴组，第二导向轴组包括至少两组第二导向轴23，优选为四组第二导向轴23，第二导向轴23的一端固定设置在第三移动板17的底部，另一端套设在第二移动板16预设的贯通孔内，且第二移动板16的贯通孔内设置有直线轴承。

真空注液装置的工作流程：如图8、图9所示，在第一驱动件10的驱动下，注液针4处于插入注液针套7的密封状态，然后将电解液注入注液针4后，密封注液针4上端部进口，腔体底板13在第二动力组件的驱动下向上运动至密封住渗液腔的底部，抽真空装置对形成的密封腔体进行抽真空处理，待真空度达到预设值时，通过第一驱动件10驱动注液针4向上运动，使得其处于未插入注液针套7的未密封状态，此时处于容纳腔6的电解液通过注液针套7上的注液孔5进入位于该真空环境下的电池壳体内。待完成注液后，通过渗液腔侧板12上用于连接外部环境的进气口，使其内部恢复常压状态，然后驱动第二动力组件使其恢复原位，方便取出已完成注液的电池，放入下一组待注液的电池。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。