CN102313442A - 锂离子电池极片卷真空干燥箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主要由箱盖法兰、螺旋环形流道夹套箱体、鼓风机、柱式弹簧、滑动单元、真空泵、减速电机、螺杆手轮、升降轴、升降螺杆、螺旋环形肋真空腔、滑动导柱、直线轴承、导柱座、电热管、推力轴承、、机械密封、联轴器、底座法兰、极片卷网孔板座、升降螺母等组成的锂离子电池极片卷真空干燥箱，改进水平悬挂方式为轴向垂直方式，根据受热空气比重更轻向上运动特点，有利水分蒸腾，改进箱体隔热结构，真空腔与外壳之间为螺旋环形流道夹套，当干燥完毕后通过，螺旋环形流道的入口处的鼓风机对螺旋环形流道鼓风，使螺旋环形流道内的空气迅速与环境强制对流，快速的冷却真空腔，真空腔冷却同时给极片卷改善了冷却条件，缩短了等待冷却的时间，提高生产效率。

Description

锂离子电池极片卷真空干燥箱
技术领域
本发明涉及锂离子电池制造工艺技术，特别是锂离子电池极片卷真空干燥箱。
背景技术
锂离子电池制造工艺由一个极为重要的工艺步骤，就是正、负极浆料涂布在集流体铜箔或铝箔表面之后需要通过一次干燥环节，干燥质量与制作电池产品有十分重要的影响，现有的技术是将涂布后的极片卷穿过卷心通孔挂在一个水平轴上真空加热干燥，这种方法的缺陷是，极片卷的重量全部压在极片卷与水平轴接触的部位，被压得部位与其它悬挂的部位存在间隙不等的现象，间隙大的部位水分蒸发容易，压紧的部位在同一条件下水分难于蒸发，最终烘烤的结果出现在同一卷极片材料有的干燥质量比较好有的干燥质量比较差，也就是说，同一批材料中总是存在含水量不等的问题，含水量的多少在注液后的就会出现与电解液反应不一的结果，导致锂离子电池产品一致性差。
现有极片卷水平悬挂方式还存在，热力学原理的缺陷，从蒸发蒸腾现象可以证明，热力蒸腾是上行运动，将极片卷水平置放，其中间卷层的水汽的蒸腾是水平运动，这样热力效果是不如蒸腾上行运动的，这就必然导致干燥时间长，耗能大，设备资源效率低等问题。
此外，现有的干燥箱其箱体隔热保温层是位于真空腔与外壳之间的固定结构，烘烤结束之后需要等待很长时间，箱内温度才能降至常温，也就是说，即使，烘烤完毕，粉料还是不能立即从干燥箱内取出，需要等待很长时间，导致设备占用时间很长，使用效率低的缺陷。
发明内容
本发明针对现有技术存在的缺陷，提出一种改进水平悬挂方式为轴向垂直方式。
改进箱体隔热结构，真空腔与外壳之间为螺旋环形流道夹套，螺旋环形流道夹套的空间，形成密闭腔，使密闭腔与环境空气不会直接发生对流，起到隔热作用，当干燥完毕后通过，螺旋环形流道的入口处的鼓风机对螺旋环形流道鼓风，使螺旋环形流道内的空气迅速与环境强制对流，快速的冷却真空腔，真空腔冷却同时给极片卷提供了一个强化冷却的条件，缩短了等待冷却的时间，提高生产效率的目的。
进一步，为了保证真空腔抗抽真空的刚度，真空腔采用环形肋补强结构，环形肋补强结构可以在薄壁管的径向螺旋环形布置，径向螺旋环形布置达到了螺旋环形流道结构目的，由于径向螺旋环形布置环形肋补强结构大大的提高了真空腔的刚度性能，真空腔的刚度性能提高之后即可采用薄壁材料制作真空腔，薄壁材料制作真空腔具有热容量小，温度分布均匀同时还具有很好抗抽真空刚度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，为了符合极片卷垂直位式干燥，真空腔以轴向方式安装在机架上，箱盖门与底座法兰分别安装在真空腔上下两端，为了操作便利，在真空腔内设置升降螺杆，套在升降螺杆上的升降螺母可以在升降螺杆旋转运动下升降，升降螺母将推动一个盛放极片卷的多孔网板做上升和下降运动，为了提高真空腔内的真空度，动力传入需要采用优质机械密封器件，机械密封器件可以采用机械密封可以选用常规的动环、静环密封结构类型产品，或选用真空磁流体动密封，为了提高设备利用效率，达到快速冷却的目的，在真空腔的外壁设置强制对流气道，通过鼓风机向真空腔的外壁气道鼓风，起到强制对流的冷却效果，从而缩短等待箱体与工件冷却等待时间。
本发明的有益效果：通过改进水平悬挂方式为轴向垂直方式干燥，可以避免极片卷局部受压造成干燥质量不均的现象，同时改善了热力学特性有利提高锂离子电池极片卷干燥质量，通过改进箱体保温散热结构可以提高设备使用效率，降低设备占用成本。
附图说明
图1是本发明锂离子电池极片卷真空干燥箱主视图；
图2是本发明锂离子电池极片卷真空干燥箱箱体结构示意图；
图3是本发明锂离子电池极片卷真空干燥箱螺旋环形流道夹套示意图；
图4是本发明锂离子电池极片卷真空干燥箱图1的俯视图；
图5是现有极片卷干燥工艺水平轴向悬挂示意图；
图6是本发明锂离子电池极片卷真空干燥箱极片卷干燥垂直轴向置放示意图；
图1中：箱盖法兰1、螺旋环形流道夹套箱体2、鼓风机3、排风口4、挡环5、柱式弹簧6、滑动单元7、真空软管8、真空泵9、真空电池阀10、减速电机11、机架12、螺杆手轮13、升降轴14；
图2中：挡环5、柱式弹簧6、滑动单元7、升降轴14、箱盖法兰1、箱盖法兰内撑板1-1、陶瓷纤维棉1-2、铝质蒙皮1-3、升降螺杆2-1、螺旋环形肋真空腔2-2、滑动导柱2-3、直线轴承2-4、导柱座2-5、电热管2-6、推力轴承2-7、隔热岩棉2-8、不锈钢蒙皮2-9、机械密封2-10、减速电机11、联轴器2-12、底座法兰2-13、极片卷网孔板座2-14、连接套2-15、极片卷2-16、升降螺母2-17、螺旋环形肋真空腔口端法兰2-18、螺旋环形肋真空腔底端法兰2-19、螺旋环形肋真空腔外套2-20、减速电机座2-21；
图3中：鼓风机3、排风口4；
图4中：箱盖法兰1、滑动单元7、螺杆手轮13；
图5中：极片卷A、悬挂轴B；
图6中：极片卷2-16、极片卷网孔板座2-14；
具体实施方案
参照图1、螺旋环形流道夹套箱体2轴向位式固定在机架12上方，箱盖1与升降轴14上端连接固定在螺旋环形流道夹套箱体2的径向，升降轴14中段的挡环5下方是柱式弹簧6，滑动单元7安装在升降轴14的两端，升降轴14的顶端固定箱盖法兰1，真空泵9的抽气口通过真空软管8与真空电池阀10相连与螺旋环形肋真空腔2-2内接通，减速电机11安装在螺旋环形流道夹套箱体2的底部，结合图2，减速电机11通过联轴器2-12与机械密封2-10连接，由减速电机座2-21固定，机械密封2-10与连接套2-15连接，连接套2-15与升降螺杆2-1连接，升降螺母2-17套装在升降螺杆2-1径向螺纹段，极片卷网孔板座2-14套在升降螺母2-17的径向，极片卷网孔板座2-14的径向外沿套在直线轴承2-4上，直线轴承2-4由滑动导柱2-3套装，滑动导柱2-3的底部固定在导柱座2-5由底座法兰2-13连接固定，极片卷2-16置放在极片卷网孔板座2-14上，底座法兰2-13的轴向外侧安装电热管2-6，电热管2-6的外周填充隔热岩棉2-8由不锈钢蒙皮2-9固定，4个螺杆手轮13将螺旋环形肋真空腔2-2的螺旋环形肋真空腔口端法兰2-18与箱盖法兰1锁紧密封，箱盖法兰内撑板1-1与铝质蒙皮1-3之间填充陶瓷纤维棉1-2，结合图3，螺旋环形肋真空腔2-2与螺旋环形肋真空腔外套2-20相切安装，螺旋环形肋真空腔外套2-20与螺旋环形肋真空腔口端法兰2-18相邻处的径向安装鼓风机3，螺旋环形肋真空腔外套2-20与螺旋环形肋真空腔底端法兰2-19相邻处安装排风口4。
为了减轻极片卷2-16对连接套2-15轴向重力，推力轴承2-7安装在连接套2-15与底座法兰2-13之间。
使用方法：旋开螺杆手轮13，柱式弹簧6弹性作用将挡环5向上推，升降轴14向上移位，同时箱盖法兰1被推上移，将以升降轴14为旋转中心旋转，敞开螺旋环形肋真空腔2-2顶口，启动减速电机11，升降螺杆2-1被驱动旋转，升降螺杆2-1旋转，升降螺母2-17上升，升降螺母2-17上升，极片卷网孔板座2-14被升降螺母2-17推向上运动，直至极片卷网孔板座2-14与螺旋环形肋真空腔2-2顶口，由于4支滑动导柱2-3对，将极片卷2-16放置在极片卷网孔板座2-14上，令减速电机11逆转，升降螺母2-17下行回到原位，关闭箱盖法兰1旋紧螺杆手轮13将螺旋环形肋真空腔2-2的螺旋环形肋真空腔口端法兰2-18与箱盖法兰1锁紧密封，启动电热管2-6，热量向上蒸腾，箱内温度上升，使极片卷2-16受热，极片卷2-16处垂直轴向，卷层间隙垂直有利蒸发的水分向上蒸腾，启动真空泵9，负压下水分的蒸发温度降低，有利水分充分蒸发，干燥完毕之后，关闭真空泵9，关闭电热管2-6，启动鼓风机3，在鼓风机3强制对流下，螺旋环形肋真空腔2-2快速冷却，冷却至常温后，旋开螺杆手轮13，柱式弹簧6弹性作用将挡环5向上推，升降轴14向上移位，同时箱盖法兰1被推上移，将以升降轴14为旋转中心旋转，敞开螺旋环形肋真空腔2-2顶口，启动减速电机11，升降螺杆2-1被驱动旋转，升降螺杆2-1旋转，升降螺母2-17上升，升降螺母2-17上升，极片卷网孔板座2-14被升降螺母2-17推向上运动，直至极片卷网孔板座2-14与螺旋环形肋真空腔2-2顶口，将极片卷2-16取出。

Claims (6)

1.一种主要由箱盖法兰(1)、螺旋环形流道夹套箱体(2)、鼓风机(3)、排风口(4)、挡环(5)、柱式弹簧(6)、滑动单元(7)、真空软管(8)、真空泵(9)、真空电池阀(10)、减速电机(11)、机架(12)、螺杆手轮(13)、升降轴(14)、箱盖法兰内撑板(1-1)、陶瓷纤维棉(1-2)、铝质蒙皮(1-3)、升降螺杆(2-1)、螺旋环形肋真空腔(2-2)、滑动导柱(2-3)、直线轴承(2-4)、导柱座(2-5)、电热管(2-6)、推力轴承(2-7)、机械密封(2-10)、联轴器(2-12)、底座法兰(2-13)、极片卷网孔板座(2-14)、连接套(2-15)、升降螺母(2-17)、螺旋环形肋真空腔口端法兰(2-18)、螺旋环形肋真空腔底端法兰(2-19)、螺旋环形肋真空腔外套(2-20)、减速电机座(2-21)组成的锂离子电池极片卷真空干燥箱，其特征是，螺旋环形流道夹套箱体(2)轴向位式固定在机架(12)上方。
2.按权利要求1所述的锂离子电池极片卷真空干燥箱，其特征是，减速电机(11)，联轴器(2-12)，机械密封(2-10)，连接套(2-15)，升降螺杆(2-1)顺序连接，升降螺母(2-17)套装在升降螺杆(2-1)径向螺纹段。
3.按权利要求1所述的锂离子电池极片卷真空干燥箱，其特征是，推力轴承(2-7)安装在连接套(2-15)与底座法兰(2-13)之间。
4.按权利要求1所述的锂离子电池极片卷真空干燥箱，其特征是，底座法兰(2-13)的轴向外侧安装电热管(2-6)。
5.按权利要求1所述的锂离子电池极片卷真空干燥箱，其特征是，螺旋环形肋真空腔外套(2-20)与螺旋环形肋真空腔口端法兰(2-18)相邻处的径向安装鼓风机(3)。
6.按权利要求1所述的锂离子电池极片卷真空干燥箱，其特征是，极片卷网孔板座(2-14)的径向外沿套在直线轴承(2-4)上，直线轴承(2-4)由滑动导柱(2-3)套装。
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