鋰電池自動注液機的注液原理研究

摘 要：傳統的鋰電池注液生產時，電池盒注液孔較小，只能采用人工注液方式，進行一對一的注液加工，注液精度低、生產效率低、安全性差。本課題研究運用全新的設計理念，結合傳統設計經驗，采用負壓自吸式自動注液方式，完成自動注液，降低了勞動強度、提高了生產效率。

關鍵詞：鋰電池 自動注液機 注液原理

在傳統的鋰電池注液生產時，電池盒注液孔較小，只能采用人工注液方式，進行一對一的注液加工，注液精度低、生產效率低、安全性差。本產品在設計指導思想中充分考慮到使用者的效率及安全，將操作降到最簡，將安全提到最高，全自動控制，減少了人工操作。為了改善傳統落后的針管注液方式，我們做了大量可行性實驗，最終提出了負壓倒吸式注液的方法。

鋰電池自動注液機運用全新的設計理念，結合傳統設計經驗，采用負壓自吸式自動注液方式，即將電池盒內部吸成負壓，用管路將電池盒與電解液連接，使電池盒內部與電解液所在空間之間形成壓差，利用該壓差使電解液自動吸入到電池盒內部，完成自動注液。注液采用自動化（PLC）控制，可以定位電池盒與注液模塊，精確控制注液量，自動控制工作臺的升降、閥門的開關、負壓真空度的高低、注液量的多少等，這樣就降低了勞動強度、提高了生產效率。

一、負壓倒吸式注液機原理

簡單地說，“負壓”是低于常壓（即一個大氣壓）的氣體壓力狀態。負壓的利用非常普遍，人們常常使某部分空間出現負壓狀態，便能利用無處不在的大氣壓替我們效力。例如，人們呼吸時，當肺處于擴張狀態時出現負壓，在肺的內外形成了壓差，新鮮空氣就被壓入肺內。通常在工業上，特別是微型泵（如微型真空泵，微型氣泵，微型氣體采樣泵，微型氣體循環泵，微型抽氣泵）選型中常要涉及到這個概念。負壓倒吸式注液機就是在這種條件下使鋰電池內部抽成真空，靠外界大氣壓把電池液壓入電池盒，如下圖所示。通過移動上箱體，壓緊電池盒，將電池盒與注液箱密封，形成一個封閉的空間，電池盒處于封閉空間內，電池倉與注液箱通過注液板分開，電池盒內部空間通過注液孔與封閉空間連通，真空站工作使整個封閉空間達到設定的真空度，（電池盒放置）打開隔離門（HL3燈亮），放入電池盒。放置完畢關閉好隔離門（HL3燈滅）。電解液的黏稠度大，有一定的張力，通過實驗驗證當孔徑為1.25mm時，電解液在自重作用下不會自動流出。將中轉箱內的電解液定量地注入到注液箱內，通入氮氣，利用電池盒內部與封閉空間的壓力差將電解液自動吸入電池盒內部，注液箱內部的注液盒控制電解液的吸入量，實現定量自動注液。上箱體連接汽缸，通過汽缸的動作上下移動，壓緊電池盒。選用的汽缸是帶有緩沖裝置的，工作平穩，可靠性高。機器采用對稱結構，兩部機器（雙工位）交替工作，機器如出現故障可進行單機（單工位）工作，單邊維修。整機密封罩進行防塵設計，實用性與可視性相結合，提高了工作效率，增強了維修性（可在生產狀態下維護），延長了機器壽命。

二、鋰電池自動注液機注液工作原理

鋰電池自動注液機注液工作原理是將電池盒倒置在注液板的定位模塊中，氣壓驅動上箱體移動，上壓板同步移動使電池盒與注液板壓緊密封，電池盒內部通過注液孔與注液箱形成同一密封空間，并對注液箱抽真空，待電池內部形成負壓后，打開注液閥，電池液由于氣壓差作用自動從中轉箱流入注液箱，關閉注液閥，隨后通過真空站調控減小負壓值，使電池液由吸管自動注入電池盒內，依靠負壓原理完成批量注液。本注液機一次性通過注液的產品可以達到200～500個，且無重復注液現象，極大地提高了勞動效率，注液一致性好，保證了注液的質量，且實現了節能降耗，其工藝方法先進合理，使用效果良好。

（作者單位：山東省泰安市高級技工學校）