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山东科技大学工程硕士学位论文 致 谢

第二章锂电池自动注液机的结构概述

2.1前言

本项目用电池盒内外气压差作动力，实现电池液的自动注入，这是全新的“负压倒吸原理”；通过对气压的控制便可以间接控制注液精度，能够分批可调定量注液；定位模块及气缸用于定位及驱动，有效防止电池液的喷溅，消除了安全隐患；采用PLC自动化控制，实现及时检测显示的闭环故障监测控制；采用批量定位注液，降低了人工的劳动强度、提高了生产效率。

2.2 锂电池自动注液机注液部分结构

本项目涉及一种锂电池注液法尤其涉及电池、电容的电解液注入方法技术领域。将电池盒倒置在注液板的定位模块中，气压驱动上箱体移动，上压板同步移动使电池盒与注液板压紧密封，电池盒内部通过注液孔与注液箱形成同一密封空间，并对注液箱抽真空，待电池内部形成负压后，打开注液阀，电池液由于气压差作用自动从中转箱流入注液箱，关闭注液阀，随后通过真空站调控减小负压值，使电池液由吸管自动注入电池盒内。依靠负压原理完成批量注液。本发明在注液时，一次性通过注液的产品可以达到200～500个，且无重复注液现象，极大的提高了劳动生产力，注液一致性好，保证了注液的质量，且实现了节能降耗，其工艺方法先进合理，效果好。

上述倒吸式锂电池自动注液装置的构造是：上箱体与气缸驱动元件连接，上压板固定于上箱体，注液板上有若干定位模块（根据电池盒形状设计），可拆卸限位固定板与定位模块共同作用以保证倒置电池盒的固定及精确定

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位，吸液管安放在注液板上，工作时管口浸于注液箱液面以下，注液板与注液箱密封连接，注液箱外接真空站及电池液中转箱，实现抽真空和进料。（内容和题目不吻合）

2.3 锂电池自动注液机传动部分结构

该部分主要包括动力部分与传动介质，主要实现电池仓体的运动。传动部分结构要求运动平稳、定位精度高、工作安全、方便安装与维修和各种尺寸电池盒的使用。综合考虑各种因素，传动部分拟采用气缸，并用单根导向柱来限制电池仓体的周向移动，该结构主要包括上箱体，导向轴，气缸支撑臂，气缸四部分。（这一部分应画出具体的结构图并加以详细的说明）

2.4 锂电池自动注液机实现负压倒吸注液的过程

通过移动上箱体，压紧电池盒，将电池盒与注液箱密封，形成一个封闭的空间，电池盒处于封闭空间内，电池仓与注液箱通过注液板分开，电池盒内部空间通过注液孔与封闭空间连通，真空站工作是整个封闭空间设定的真空度，将中转箱内的电解液定量的注入到注液箱内，通入氮气，利用电池盒内部与封闭空间的压力差将电解液自动吸入电池盒内部，注液箱内部的注液盒控制电解液的吸入量，实现定量自动注液。上箱体上连气缸，通过汽缸的动作上下移动，压紧电池盒，所选用的气缸是带有缓冲装置的，工作平稳，可靠性高。机器采用对称结构，两部机器（双工位）交替工作，机器如出现故障可进行单机（单工位）工作，单边维修。整机密封罩防尘设计，实用性与可视性相结合，提高了工作效率，增强了维修性（可在生产状态下维护），

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延长了机器寿命。

智能控制：PLC程序控制，限位开关进行定位。整个工作流程都控制在自动完成，节约成本且提高了效率。PLC操作面板简单易懂，使用方便且在程序运行中添加了过程故障诊断、报警等功能，使用更安全。 （这一部分应配合总装图对注液过程详细的进行说明）

2.5 锂电池自动注液机的制作工艺 2.5.1 设计任务

设计参数

年生产量： 754000只（单工位）；1508000只（双工位） 液初温： 35℃

注液数量： ___58_盒/次 注液时间： __ 6 分/次

每年实际生产天数： 325天；8小时/天 注液负压： -0.1Mpa 温度： 常温 工作电压： 380V

设备型式： 负压自吸式自动注液 使用寿命： 8年

设计条件

1. 工作介质状态为液态，密度、粘稠度≥水； 2. 低腐蚀性液体，易挥发；

3. 电池盒盒尺寸是65mm×15mm×130mm(或96mm)； 4. 注液通过盒体上表面1.25mm的注液孔进行； 5. 注液孔与盒体表面平行，盒体表面有1mm的凸起； 6. 电池盒材料为铝，厚度0.8mm；

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7. 盒体尺寸偏差为：±0.05mm。

设计要求

1. 同时对多个电池盒定量自动注液； 2. 严禁电解液污染电池盒外表面； 3. 各电池盒注液量均匀； 4. 注液量误差控制在5%以内； 5. 实现自动化控制； 6. 操作简单、维修方便。

2.5.2 注液机生产流程

注液机工作流程如图(1)所示。注液机两侧两台机器在程序的控制下交替工作

预准备工作：整机通电：熔断器（T1）闭合、 整机通气：手动气阀（SK1）打开、

通电池液：手动开关阀（SYF）打开，整台机器进入初始态。

初始态：压缩气体经过电磁换向阀QHV1（4V310-10)进入A气缸尾端，A气缸工作向下压紧，压缩气体经过电磁换向阀QHV2进入B气缸尾端，B气缸工作向下压紧 ；电源指示灯HL1（红色）亮（对应停止按钮SB3）。

工作状态：1.用钥匙按钮SB1开机送电，准许用户使用操作面板. 2.（开机后检验和预备工作）按下启动按钮SB2给PLC上电，PLC电源指示灯HL2(绿)亮，在线监测显示面板处于工作状态（30个浮球开关闭合，对应的LED指示灯亮）；开始检测门位开关SQ的开启状态，如果为“开”，