锂电池自动注液机设计.doc

1、摘要本项目主要研发设计一种锂电池注液用设备，它能实现多种尺寸的方形锂电池的自动注液。运用全新的设计理念，结合传统设计经验，实现对多种用途的方形锂电池的负压倒吸式注液，注液采用自动化（PLC)控制，可以精确定位电池盒与注液模块，精确控制注液量，自动控制工作台的升降、注液阀门的开关、负压真空度的高低、注液量的多少等。产品针对方形锂电池设计,电池盒由不锈钢材料制成,仅一端有一个1.25mm的注液孔,体积大小不一。本项目研发的注液机,要求能够实现锂电池的批量注液,并能有效控制注液量。由于方型电池的注液孔相对较小,要实现注液并且是批量注液有一定难度,研究并解决锂电池注液时的定位精度是关键；另外由于锂电池

2、的电池液腐蚀性很强,注液过程中要求皮肤与电池液不能接触,所以采用了PLC自动控制，可以防止电池液与人体的接触；注液的思路有别于传统的正向注射式,采用真空倒吸式的设计理念, 通过对注液方式的改变,能够有效避免注液过程中电池液外漏,使批量注液得以实现,并且可以通过控制注液阀门来控制每个锂电池的注液量；因为要用PLC控制系统的每个动作,所以本项目还要完成对注液过程的精确自动化控制系统的设计. 关键词：自动；注液；注液机；电池盒；锂电池（摘要部分要明确提出论文的创新点12个！）目录第一章 绪论和课题的提出 41.1课题的背景41.2 国内外研究现状41.3 本文的主要工作和研究内容51.4锂电池注液机

3、研究的意义6第二章 锂电池自动注液机的结构概述 82.1前言 82.2 锂电池自动注液机注液部分结构 82.3 锂电池自动注液机传动部分结构92.4 锂电池自动注液机实现负压倒吸的过程92.5 锂电池自动注液机的制作工艺102.5.1 设计任务102.5.2 注液机生产流程11第三章锂电池自动注液机注液原理的研制 3.1 前言173.2负压倒吸式注液机原理的提出及研究173.3 锂电池自动注液设备及控制系统183.31锂电池自动注液机的性能要求193.32 原材料193.33研制过程应解决的问题193.3.4注液部分的结构设计203.3.5 密封部分的结构设计243.3.6 传动部分的结构设计

4、243.3.7 PLC控制系统的结构设计25第四章 结论 26附图：样品制作过程中的全部图形致 谢第一章 绪论1.1课题背景电池业是中国的重点产业之一，有着良好的发展前景。随着信息时代的到来，资讯产业蓬勃发展，在迈入电子、资讯、通讯的“3G”时代后，电子产品朝着“短、小、轻、薄”的趋势发展，作为电子产品不可或缺的电池，对其性能、体积的要求也越来越高。锂离子电池具有重量轻、容量大、无记忆效应等优点，因而得到了普遍应用-现在的许多数码设备都采用了锂离子电池作电源。锂离子电池的能量密度很高，它的容量是同重量的镍氢电池的1.52倍，体积是镍镉的40-50%，镍氢的20-30%。 而且具有很低的自放电率

5、。锂离子电池月自放电率仅为68，远低于镍镉电池（2530）及镍氢电池（3040）。此外，锂离子电池几乎没有记忆效应，记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。据中国锂电池网发布最新数据：锂离子电池循环寿命长一般均可达到500次以上,甚至1000次以上，磷酸铁锂的可以达到2000次以上。锂离子电池以其特有的性能优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。目前开发的大容量锂离子电池已在电动汽车中开始试用，预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。然而，在对锂电池注液生产时，电池盒的注液孔

6、径较小，只能采用人工注液方式，进行一对一的注液加工，注液精度低、生产效率低、安全性差。还没有代替人工的自动注液装置。1.2国内外研究现状1970年代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成首个锂电池。 1982年伊利诺伊理工大学(the Illinois Institute of Technology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性，此过程是快速的，并且可逆。与此同时，采用金属锂制成的锂电池，其安全隐患备受关注，因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功

7、。 1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人发现锰尖晶石是优良的正极材料，具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分解温度高，且氧化性远低于钴酸锂，即使出现短路、过充电，也能够避免了燃烧、爆炸的危险。 1989年，A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。 1991年索尼公司发明首个商用锂离子电池。随后，锂离子电池革新了消费电子产品的面貌。此类以钴酸锂作为正极材料的电池，至今仍是便携电子器件的主要电源。 1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐，如磷酸锂铁(LiFePO4)，比传统的正极材料更具安

8、全性，尤其耐高温，耐过充电性能远超过传统锂离子电池材料。因此已成为当前主流的大电流放电的动力锂电池的正极材料。 当前，锂电池作为一种高效安全的能源载体已经广泛应用于各个行业，它的产品形式也各种各样，对于锂电池的配套设备也必将随着锂电池的广泛应用而得到重视，尽快改进落后的锂电池生产设备，使之与发展成熟的锂电池产品市场相一致已成为锂电池行业的新趋势。国内市场上，像广州兰路电器厂、深圳美森机电厂生产的注液设备，大多采用人工和半自动化为主注液方式，在人工注液的生产模式下，生产工人需佩戴安全手套，进行一对一的注液加工，由于注液孔较小，每次加工注液所需的时间较长，要提高产量只能单纯的依靠增强生产人员的操作

9、水平或增加生产人员数量，每次加工都要预先人工定位，注液量的多少依靠人工经验控制，大都不能精确注液，尤其是不能实现批量注液，采用的注液方式过于落后，这就不能满足高质量的注液要求，极大限制了注液生产效率，简单的注液设备还有可能造成电池液的外漏，增加生产成本和安全隐患。然而在国外市场上，注液多运用先进的控制技术，基本实现了定位、密封、注液、传送等工序的全自动控制。可以实现批量生产，并能有效控制注液量，生产效率大大高于国内。我国锂电池尤其是动力电池生产设备比较落后，能源动力电池项目是国家中长期科技发展规划纲要重点支持的专项，已然纳入中国“十二五”期间重点布局的战略新兴产业。很多企业将注意力放在材料上，

10、忽略了制造装备的改善。目前，我国生产电池的高端装备主要依靠进口，价格昂贵，这对我国车用动力电池的发展很不利，因此，应该将先进的自动化锂电池生产设备的研究放在重要的位置。1.3本文的主要工作和研究内容本项目主要研发设计一种锂电池注液用设备，它能实现多种尺寸的方形锂电池的自动注液。运用全新的设计理念，结合传统设计经验，实现对多种用途的方形锂电池的负压倒吸式注液，注液采用自动化（PLC）控制，可以定位电池盒与注液模块，精确控制注液量，自动控制工作台的升降、阀门的开关、负压真空度的高低、注液量的多少等。产品针对方形锂电池设计，电池盒用不锈钢材料制成，一端仅有一个1.25mm的注液孔，体积大小不一。本项

11、目研发的注液机，要求能够实现锂电池的批量注液，并能够有效地控制注液量。出于方形锂电池的注液孔相对较小，要实现注液并且是批量注液有一定难度，研究并解决锂电池时的定位精度是关键；另外出于锂电池的电池液腐蚀性很强，注液过程中要求皮肤与电池液不能接触，所以采用了自动控制，可以防止电池液与人体的接触；注液的思路有别于传统的正向注液式，采用真空倒吸的设计理念，通过对注液方式的改变，能够有效的避免注液过程中电池液外漏，是批量生产得以实现，并且可以通过控制注液阀门来控制每个锂电池的注液量；因为要用控制系统的每个动作，所以本项目还要完成对注液过程的精确自动化控制系统的设计。设计的主要内容包括：注液工艺的调研与设

12、计结构设计、系统原理与机构运动简图的设计、注液箱体结构设计、注液板结构设计、电池盒安放定位装置的结构设计、中转箱结构设计、密封部分结构设计、传动部分结构设计、外支架结构设计和PLC控制部分结构设计等。1.4锂电池注液机研究的意义2008年下半年以来，在全球金融危机影响下，中国宏观经济发展增速趋缓，国内能源市场发展受到一定冲击，但却给新能源发展带来契机。政府抓住结构调整时机，着力优化能源结构，大力发展新能源及可再生能源。其中，锂电池凭借其体积小、质量轻、能量大、无污染、安全性能好等优点迅速占领市场，并以广泛应用于通讯、汽车、计算机等领域。随着锂电池越来越多的应用于各行各业，它的产品形式也各种各样

13、，对锂电池的产品数量、质量都提出了更高要求。对于锂电池的配套加工设备也必将随着锂电池的广泛应用应用而得到重视，而现在市场上的注液生产设备大都采用人工注液方式，生产效率较低，生产成本较高，并且还存在一定安全隐患。尽快改进落后的锂电池生产设备，使之与发展成熟的锂电池产品相一致已成为锂电池行业的新趋势。本项目研发的负压倒吸式注液机能够实现锂电池的批量注液，提高生产效率，降低生产周期时间；注液过程中电池液与人体不能接触，有助于安全生产；最重要的是能够实现每个电池注液量的精确控制;PLC自动控制能够有效减小人工作量，降低劳动强度。此项目的研究意义在于研发出全新的锂电池注液设备，提高方形锂电池的注液效率和

14、注液精度，提高电池性能的一致性，实现电池注液量和计量的自动化，降低人工的劳动强度，大大提高了电池成生产的自动化程度。锂电池注液设备具有良好的市场前景和经济、社会效益。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

15、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200500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

16、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，

17、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（

18、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），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） 料液初温： 35 注液数量： _58_盒/次注液时间： _

19、 6 分/次 每年实际生产天数： 325天；8小时/天注液负压： -0.1Mpa 工作温度： 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65mm15mm130mm(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；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

20、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

21、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”，开启指示灯HL3(红)亮，PLC将无法继续工作，处于待机状态。如果为“关”，（一）PLC继续检测，检测液位开关低位SL1是否处于导通状态，如果为“导通”，低位灯HL6亮，上液电动球阀HV4打开，同时卸压（排气）电磁膜片阀HV3打开，卸压灯HL8亮,当液位到达高位SL2导通，高位灯HL7亮，上液停止，HV3、HV4关闭。（二）PLC继续执行干燥步骤，打开吸真空电动球阀HV6吸真空，延时60秒，然后打开充氮气

22、电动球阀HV5（HL9指示灯亮）冲干燥氮气60秒，HV5与HV6交替工作；完成以上2步后，延时4分钟，【实验时，所用工作时间要做调整】QHV1得电换向，A气缸提起。3.（电池盒放置）打开隔离门（HL3灯亮），放入电池盒。放置完毕关闭好隔离门（HL3灯灭）。执行干燥步骤（干燥与门位开关互锁）。4.（注液过程）按下注液按钮SB4（注液HL4灯亮） 延时60秒，QHV1断电换向A气缸缓慢下移形成密闭的C腔。延时20秒后，吸真空电动球阀HV2打开抽真空（吸真空灯HL5亮），延60秒后HV2断电关闭。充氮气电磁膜片阀HV8得电打开（HV8与HV3互锁），使氮气充入中转箱此过程延时10秒后，打开注液角座阀

23、HV1（HV1为气动元件；HV1由电磁换向阀QHV5 控制），HV1得电换向(HL10指示灯亮)；当液位开关SL3导通时（HL11指示灯亮），HV8、HV1（QHV5断电换向）关闭。延时5秒，QHV2得电换向，B气缸提起；打开充氮气电动球阀，HV7得电使氮气充入C腔注入电气20秒后HV7关闭，再延时120秒，使电池液充分被吸入电池盒。 5.延时120秒，QHV1得电，A气缸提起。 6.延时5秒，卸压电动球阀HV3得电开启延时，回液电动球阀HV9得电开启，使余下的液体回流（HV9与HV1互锁）。同时延时20秒后关闭 7取出电池盒，关好隔离门。 8.回液除自动回液外另需加手动回液按钮SB5,手动回

24、液指示灯HL12（绿），手动回液与自动回液加转换开关KK.（手动回液时，plc注液工作停止。） 9.每一个工作室有各自一个急停控制。（急停作用时，手动回液可操作。） 10.HL1、HL2为220V电源指示灯.11.上述为一个工作室的工作过程；一个设备中有两个工作室，各工作室独立工作，急停为单独停止自己工位工作。有一个PLC 机完成（HV5;HV6为两室的公共通道）。(s 图 1 注液机工作流程图输入输出SB1X0HV3Y0SL1X1HV4Y1SQX2HV5Y2SL2X3HV6Y3SB2X4QHV1Y4SB3X5HV2Y5SB4X6HV7Y6HV8Y7QHV2Y10HV9Y11关闭门操作Y12H

25、V1Y13注液的简单编程名称符号备注钥匙按钮SB1【LAY7】启动按钮 SB2【LAY37】绿AD1622/AC220V/20mA HL2停止按钮SB3【LAY37】红AD1622/AC220V/20mA HL1注液按钮SB4【LAY37 】绿AD1622/DC24V/20mA HL4上液按钮SB5【LAY37 】绿 AD1622/DC24V/20mA HL12门卫开关SQ红 AD1622/DC24V/20mA HL3开关低位SL1【ZC-SS80I】红 AD1622/DC24V/20mA HL6高位SL2绿 AD1622/DC24V/20mA HL7电磁换向阀QHV14V310-103W/D

26、C24V/1.8mA电磁换向阀QHV24V310-6电磁换向阀QHV54V310-10 绿 AD1622/DC24V/20mA HL10吸真空阀HV22W160-15J不锈钢 15W/AC220V/30mA；四线两控 ；两线为220伏电源；两控制线短接时，阀体导通；断开时，阀体关闭;全开、全闭时间10秒 HL5 绿 AD1622/DC24V/20mA卸压电磁膜片阀HV32W160-15J不锈钢 36W/DC24V/1.5A】 HL8绿AD1622/DC24V/20mA 上液阀HV42W160-15J不锈钢15W/AC220V/30mA；四线两 控 ；两线为220伏电源；两控制线短接时，阀体导通

27、；断开时，阀体关闭氮气阀HV52W160-15J不锈钢性能同HV2 HL9红 AD1622/DC24V/20mA吸真空阀HV62W160-15J不锈钢 性能同HV2充氮气阀HV72W160-15J不锈钢 性能同HV2 充氮气电磁膜片阀HV82W160-15J不锈钢 36W/DC24V/1.5A回液阀 HV92W160-15J不锈钢 性能同HV2浮球ZC-SS35IPP塑料LED灯板5绿，1.82V,10mA急停按钮LAY37钥匙按钮SB1LAY37启动按钮SB2LAY37HL2绿AD16-22/AC220V/20mA停止按钮SB3LAY37HL1 红 AD1622/AC220V/20mA注液按

28、钮SB4LAY37HL4 绿 AD1622/DC24V/20mA上液按钮SB5LAY37HL12 绿 AD1622/DC24V/20mA门卫开关SQHL3 红 AD1622/DC24V/20mA开关低位SL1ZC-SS80I不锈钢HL6 红 AD1622/DC24V/20mA高位SL2ZC-SS80I不锈钢HL7绿 AD1622/DC24V/20mA液位开关SL3ZC-SS80IHL11 红AD1622/DC24V/20mA电磁换向阀QHV14V310-103W/DC24V/1.8mA电磁换向阀QHV24V310-6电磁换向阀QHV54V310-10HL10绿AD1622/DC24V/20mA

29、吸真空阀HV22W160-15J不锈钢15W/AC220V/30mA；四线两控 ；两线为220伏电源；两控制线短接时，阀体导通；断开时，阀体关闭;全开、全闭时间10秒HL5 绿 AD1622/DC24V/20mA卸压电磁膜片阀HV32W160-15J不锈钢 36W/DC24V/1.5AHL8 绿 AD1622/DC24V/20mA 上液阀HV42W160-15J15W/AC220V/30mA；四线两控 ；两线为220伏电源；两控制线短接时，阀体导通；断开时，阀体关闭氮气阀HV52W160-15J不锈钢 性能同HV2 HL9 红 AD1622/DC24V/20mA吸真空阀HV62W160-15J

30、不锈钢 性能同HV2充氮气阀HV72W160-15J不锈钢 性能同HV2充氮气电磁膜片阀HV82W160-1不锈钢 36W/DC24V/1.5A回液阀 HV92W160-15J不锈钢 性能同HV2浮球ZC-SS35IPP塑料LED灯板5，绿，1.82V,10mA。急停按钮LAY37工作灯控制 (这一部分应附上“气压系统原理图”和“电器原理图”及“液压原理图”并详细说明)（原理的研发应放在结构设计的前面）第三章锂电池自动注液机注液原理的研发 3.1 前言锂电池自动注液机运用全新的设计理念，结合传统设计经验，采用负压自吸式自动注液方式，即将电池盒内部吸成负压，用管路将电池盒与电解液连接，使电池盒内

31、部与电解液所在空间之间形成压差，利用该压差使电解液自动吸入到电池盒内部，完成自动注液。（这一部分应说明注液原理的研究现状和你的创新点所在）3.2负压倒吸式注液机原理的提出及研究 目前，在传统的锂电池注液生产时，电池盒注液孔较小，只能采用人工注液方式，进行一对一的注液加工，注液精度低、生产效率低、安全性差。还没有一种代替人工的自动注液装置。本产品在设计指导思想中充分考虑到使用者的效率及安全，将操作降到最简，将安全提到最高，多处涉及使用者人身安全的设计提高了机器使用的安全性，全自动控制减少了人为操作。为了改善传统落后的针管注液方式，在指导老师的引导下，我们做了大量可行性实验，最终我们提出了负压倒吸

32、式注液的方法。 简单的说，“负压”是低于常压（即常说的一个大气压）的气体压力状态。也就是我们常说的“真空”。(1) 低于现存的大气压力(取作参考零点)的压力(2) 低于大气压的稀薄度。负压的利用非常普遍，人们常常使某部分空间出现负压状态，便能利用无处不在的大气压替我们效力。例如，人们呼吸时，当肺处于扩张状态时出现负压，在肺的内外形成了压强差新鲜空气就被压入肺内。通常在工业上，特别是微型泵(如微型真空泵，微型气泵，微型气体采样泵，微型气体循环泵，微型抽气泵)选型中常要涉及到这个概念。 例如：有一种微型真空泵，它能在抽气端形成0.04MPA的负压，意思是能将密闭容器内的气体抽走40%，剩余60%，

33、与外界大气压的压力差为100*(1-0.6)=40KPA(即它的负压值为：-40Kpa)，在常用的真空表上显示就为-0.04Mpa。(假设当地大气压为0.1Mpa)。负压倒吸式注液机就是在这种条件下使锂电池内部抽成真空，靠外界大气压强把电池液压入电池盒。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，真空站工作使整个封闭空间达到设定的真空度，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

34、入量，实现定量自动注液。上箱体上连汽缸，通过汽缸的动作上下移动，压紧电池盒，所选用的汽缸是带有缓冲装置的，工作平稳，可靠性高。（建议附图详细说明）注液机工作原理注液机采用真空负压自吸式自动注液工作方式。（文字和标题不符）电池盒放置方式：电池盒可以倒置注液。电解液的粘稠度大，有一定的涨力，通过实验验证当孔径为1.25mm时，电解液在自重作用下不会自动流出。（文字和标题不符）真空负压条件的形成：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，真空站工作使整个封闭空间达到设定的真空度，将

35、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。上箱体上连汽缸，通过汽缸的动作上下移动，压紧电池盒，所选用的汽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），延长了机器寿命。（建议附图详细说明，且这一部分与前边有重复！）3.3 锂电池自动注液设备及控制系统上箱体与气缸驱动元件连接，上压板固定于上箱体，

36、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位，吸液管安装在注液板上，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，实现抽真空及进料。 （你写的根本不是锂电池自动注液设备及控制系统）3.31锂电池自动注液机的性能要求负压自吸式注液机能够实现锂电池的批量注液，提高生产效率，降低生产周期时间；注液过程中电池液与人体不接触，有助于安全生产；最重要的是能够实现每个电池注液量的精确控制；提高方形锂电池的注液效率和注液精度，提高电池性能的一致性，实现电池注液和计量的自动化，降低工人的劳动强度，大大提高

37、了电池生产的自动化程度。锂电池注液设备具有良好的市场前景和经济、社会效益。3.32 原材料锂电池自动注液机的采用了全不锈钢制作，不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性，所以它能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可满足建筑师和结构设计人员的需要 ，不锈钢具有多种其它金属没有的优异性能，是一种具有优异耐久性和再循环性的材料从大气环保的观点看，用于抑制二恶英发生的高温垃圾焚烧装置、 LNG 发电装置和使用煤的高效发电装置的耐热、耐高温腐蚀不锈钢的需求将扩大。还有估计在 21 世纪初将投入实际应用的燃料电池汽车

38、的电池壳也将使用不锈钢。从水质环保的观点看，在给水、排水处理装置中，具有优异耐蚀性的不锈钢也将扩大需求。 （这一部分与第三章标题一点关系也没有，应删除或改写）3.33研制过程应解决的问题经过大量实验表明该注液方式存在以下三个难点：（1）锂电池注液孔与注液板的精确定位，精确定位关系到能否给电池准确注入电池液；（2）锂电池注液过程的密封设计和注液量的计量和控制。密封部分主要包括电池盒与注液箱的密封，注液箱与电池仓体的密封，注液箱进料口与抽气口的密封。（3）PLC精确自动化控制设计。自动控制部分关系到有效顺利完成自动注液。3.3.4注液部分的结构设计 本结构设计分为注液箱体结构设计，注液板结构设计，

39、电池盒插槽结构设计，中转箱结构设计。（1） 注液箱体结构设计 设计要求：a.承受额定负压； b.耐腐蚀； c.注意防尘，防止外界污染物落入箱内影响电解液成分及堵塞注液管路； d.保证注液的平衡性，多个电池盒注液量均匀，上下误差在5%以内； e.注意电解液易挥发，防止因挥发造成的注液量不准确、成分变化及堵塞管路等问题； f.方便清洗箱体内部，将其内表面的残留液体结晶及其他杂物清洗干净； g.能够对1.25mm的小孔注液； h.适应多种规格的电池盒使用,要有足够的储液空间。注液箱体尺寸的确定首先确定箱体的容积：箱体的容积取决于全部电池盒的体积之和65mm18mm130mm304563000mm则箱

40、体的容积应大于4563000mm，考虑到以后电池盒容积的变化与内部管路占用体积，箱体内部的尺寸定为300mm300mm100mm9000000mm，为了便于排泄遗留液体，箱体下部做成反向梯形，如图2所示，在最下方开排液口，箱体内部高度应在150mm左右。箱体外壁的设计：为了达到耐压性与耐腐蚀性外壁选用3mm的304不锈钢板。箱体的外壁尺寸为306mm306mm150mm，其余尺寸根据设计需要及安装需要确定。图 2 注液箱示意图箱体管路的设计：进料口：在箱体下方，保证电池液在箱体内水平，保证吸液量的平均，进液速度要快，口径可选择25mm。为了达到负压自吸的注液方式，注液箱内部要及时抽真空，另外还

41、要有恢复大气压装置，即出气口与进气口。出气口：用来排出与箱体连接封闭空间的气体，降低内部气压，经电磁阀1与真空设备连接，在程序控制下工作。排气速度要求要快，出气口可开大一点，选用直径4mm的孔。进气口：用来恢复箱体内正常大气压，受电磁阀3控制，通入气体为干燥气体，在阀口与箱体间安装空气滤芯，经多层过滤彻底滤掉空气中的水分。此口应注意尺寸，不应过大，要保证空间气压恢复速度低于电池盒内部气压恢复速度，孔直径不应大于1.5mm.（2） 注液板结构设计 设计要求：a. 同时进行批量电池盒注液；b. 注液量均匀；c. 耐腐蚀；d. 适用于不同型号的电池盒；e. 便于安装与维修。注液板材料选用304不锈钢

42、，考虑其受力比较大，板厚设计为20mm。注液板结构设计主要有注液孔，吸液管两部分，如图3所示。图 3 注液板示意图注液孔：位置与电池盒表面注液孔位置对应，考虑到工作中的人为误差，孔径确定为3mm,并对称分布，防止电池盒插反无法工作。吸液管：各电池盒注液量要求均匀，注液速度相同条件下，要求达到同等注液时间，开始注液的时间一样，为此设计吸液管，各吸液管高度相同，下边缘处在同一水平面上，液面是水平上升的，当液面到达吸液管下边缘水平面时，吸液管同时开始吸液，各个电池盒同时注液，防止因接近注液管的吸液管先吸液，造成注液量不均匀。注液盒结构设计：为了控制注液量均匀及准确性，考虑到每个电池盒内部结构的差异对

43、注液速度及注液量的影响，决定采用每个电池盒单独对应一个注液盒的方式控制各个电池盒的注液量。通过控制注液盒的高度位置，控制注液量的多少，从而保证每个电池盒的注液量一致。注液盒采用不锈钢无盖方盒，尺寸为65mm20mm50mm,将28个注液盒焊接在2mm的不锈钢板上，位置与注液板上的针孔对应，注液盒的升降由小型汽缸实现，为了防止不锈钢板的倾斜，汽缸轴与不锈钢板的连接采用鱼眼连接，可以实现自动调节，汽缸固定在注液板上。注液工艺的选用：本机器拟采用负压自吸式自动注液方式，即将电池盒内部吸成负压，用管路将电池盒与电解液连接，使电池盒内部与电解液所在空间之间形成压差，利用该压差使电解液自动吸入到电池盒内部，完成自动注液。（3） 电池盒安放结构设计设计要求:a.一次性安插30个电池盒;b.保证电池盒注液孔同注液箱板注液孔对位精确;c.电池盒安放简单易操作，d.插拔电池盒时，防止电池盒漏液。设计采用格板式安装槽，如图3所示，安装槽共3X10=30个，可安放30个电池盒；每个电池盒对应一个安装槽，每个安装槽均留出一定的插拔余量，安装槽的尺寸设计为18.4mmX65.5mm,方便电池盒插拔；安装槽由4个限位条构成，限位条材料选用不锈钢，可用螺杆固定在注液板上，来限制电池盒的位