CN103411396A - 一种动力锂离子电池极片的真空烘箱 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种动力锂离子电池极片的真空烘箱，以改善传统真空烘箱中存在的极片烘干效果一致性差、自动化程度差的问题。本发明的动力锂离子电池极片的真空烘箱包括箱体、内置有计时单元的控制单元和与箱体连通的抽真空设备、保护气供应设备，所述箱体内设置有加热部件，关键在于所述箱体内安装有由主电机带动旋转的底盘，所述底盘上安装有极片托架，所述极片托架设有若干层极片托板；所述箱体内部设置有温度传感器，所述温度传感器、抽真空设备、保护气供应设备、主电机、加热部件均与控制单元连接，并受控制单元控制。
Description
技术领域
本发明属于动力锂电池制造技术领域，特别涉及到一种动力锂离子电池极片的真空烘箱。
背景技术
随着锂离子电池技术的进步，对电池生产中水分控制的要求越来越严格。电池极片中水分的含量对电池的寿命、一致性及安全有着决定性的影响。因此极片烘烤除水工艺在整个电池生产工艺中是非常重要的环节之一。
目前主要是采用真空烘箱对极片进行烘烤，具体烘烤方法是将极片放入烘箱中，在真空状态下将极片中的水分挥发出来然后通过氮气对烘箱中的水分进行置换后，再抽真空将置换出的水分抽出真空烘箱。专利号为CN 102072620A的发明专利公开了一种用于电池极片的真空烘箱，该真空烘箱包括:箱体和烘干室，烘干室位于箱体内部，用于容纳并烘干极片；抽真空部件，抽真空部件位于箱体外部，并与烘干室相连通；加热部件，加热部件位于箱体内部，并环绕烘干室的外部设置；传热部件，传热部件接触并环绕烘干室的外部，用于使来自加热部件的热量加速传递至烘干室；气流循环部件，气流循环部件位于箱体内部，用于使烘干室内的气体循环流动；以及保护气供应部件，保护气供应部件位于箱体外部，并与烘干室相连通以向烘干室内通入保护气。上述真空烘箱对虽然采用环绕式加热丝及热风循环系统，但对使用该专利技术烘箱实际使用情况测试时发现下述问题：1、箱体不同位置温度偏差在3-5℃，湿度偏差在300-1000PPM，在烘烤时影响烘烤一致性；2、所有的电池极片堆积在一起，容易导致极片损坏；3、所有操作需要人工操作，自动化程度较低。
发明内容
本发明的目的是提出一种动力锂离子电池极片的真空烘箱，以改善传统真空烘箱中存在的极片烘干效果一致性差、自动化程度差的问题。
本发明的动力锂离子电池极片的真空烘箱包括箱体、内置有计时单元的控制单元和与箱体连通的抽真空设备、保护气供应设备，所述箱体内设置有加热部件，关键在于所述箱体内安装有由主电机带动旋转的底盘，所述底盘上安装有极片托架，所述极片托架设有若干层极片托板；所述箱体内部设置有温度传感器，所述温度传感器、抽真空设备、保护气供应设备、主电机、加热部件均与控制单元连接，并受控制单元控制。
在烘干电池极片时，将电池极片摊开放置在极片托架的极片托板上，避免电池极片堆积，并最大限度的利用烘箱内部的空间。主电机带动底盘及极片托架转动，可以使电池极片边旋转边加热，每张电池极片受热状态及周围的水份状态几乎一致，这样提高了极片烘烤的一致性。温度传感器、抽真空设备、保护气供应设备、电机、加热部件均与控制单元连接，并受控制单元控制，可以通过编程，使控制单元根据烘干流程及温度传感器、烘干时间等参数来自动控制抽真空设备、保护气供应设备、主电机、加热部件的工作，从而提高自动化程度。
进一步地，所述底盘为一个，并位于箱体的中央位置；所述极片托架有多个，并分别通过转轴安装于底盘上，所述转轴通过设置于底盘上的副电机带动或者通过与主电机连接的传动机构带动。如果极片托架仅仅随着底盘做转动，就会导致极片托架中心位置处的电池极片与边缘位置的电池极片的烘烤一致性较差，特别是真空烘箱较大、极片托架的直径较大的时候，差异更加明显；而如果设置多个底盘，就会增加成本，且多个底盘之间的电池极片烘干也会出现较大的差异。本案在底盘上设置可转动的极片托架，这样极片托架在随着底盘转动的同时，自身也在做转动，可以更好地提高极片烘烤的一致性。
进一步地，所述加热部件为呈环形均匀埋设于箱体内壁的加热丝，以保证箱体内部温度的一致性。
进一步地，所述电热丝与箱体外壁之间设有隔热层，避免热量散失，减少能源消耗。
进一步地，所述温度传感器有多个，并均匀分布于箱体四周的内壁上，这样通过多个温度传感器，可以获得箱体内真实的温度分布情况，从而可以更好地控制烘干过程。
进一步地，所述箱体的外部还设有与控制单元相连的工作指示灯，以方便工作人员观察烘干过程。
本发明的动力锂离子电池极片的真空烘箱的成本低、自动化程度高，可以避免人为操作的失误，烘干效果好，能够很好地解决电池极片烘干效果不一致的问题，具有很好的实用性。
附图说明
图1是本发明的动力锂离子电池极片的真空烘箱的俯视图。
图2是本发明的动力锂离子电池极片的真空烘箱的侧视图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图所示，本实施例的动力锂离子电池极片的真空烘箱包括箱体1、内置有计时单元的控制单元2和与箱体1连通的抽真空设备、保护气供应设备，所述箱体1内设置有加热部件，该加热部件为呈环形均匀埋设于箱体1内壁的加热丝；关键在于所述箱体1内的中央位置安装有一个由主电机3带动旋转的底盘4，所述底盘4上通过转轴安装有多个极片托架5，每个极片托架5均设有若干层极片托板6，转轴通过与主电机3连接的传动机构带动；所述箱体1内壁四周设置有多个温度传感器7，箱体1的外部还设有工作指示灯8。所述温度传感器7、抽真空设备、保护气供应设备、主电机3、加热部件、工作指示灯8均与控制单元2连接，并受控制单元2控制（图中未画出抽真空设备、保护气供应设备、加热部件及传动机构）。
烘箱门9、烘箱密封条10将烘箱箱体密封成一个隔绝空气、水汽的密闭空间。
在烘干电池极片时，将电池极片摊开放置在极片托架5的极片托板6上，避免电池极片堆积，并最大限度的利用烘箱内部的空间。主电机3带动底盘4及极片托架5转动，可以使电池极片边旋转边加热，每张电池极片受热状态及周围的水分状态几乎一致，这样提高了极片烘烤的一致性。温度传感器7、抽真空设备、保护气供应设备、电机、加热部件均与控制单元2连接，并受控制单元2控制，可以通过编程，使控制单元2根据烘干流程及温度传感器7、烘干时间等参数来自动控制抽真空设备、保护气供应设备、主电机3、加热部件的工作，从而提高自动化程度。
在工作前，首先进行编程，使控制单元按照事先设置的工艺要求对烘箱加热时间、温度控制、换气控制、底盘的转速、开始及结束时间等各种参数进行控制。其主要控制的步骤是：
开启电源按照工艺要求设置参数；下面提供一种典型烘烤工艺为例来说明本实施例的控制方法（保护气采用氮气）:
烘烤温度：120℃， 真空度：-0.1MPa，
烘烤持续时间：120min， 充氮气至：-0.02MPa，
氮气保持时间：30min， 循环次数：3次，
底盘转速：4r/min， 烘烤结束温度：50℃
先利用抽真空设备抽真空至-0.1MPa，然后加热部件启动开始加热，主电机3带动底盘4开始转动，转速为4r/min；当温度第一次达到120℃时，控制单元开始计时，并记录时间持续120min；到120min后控制单元控制保护气供应设备对烘箱内充氮气至-0.02MPa，当到达-0.02MPa气压后，控制单元再次开始计时，30min后再利用抽真空设备抽真空。从第一次抽真空开始到第二次抽真空结束为一个循环，系统循环工作3个循环后为工艺结束。工艺结束后，关闭加热部件，然后烘箱内部开始降温。
工作指示灯8指示烘箱的工作状态，当按照工艺开始工作并至工艺结束前指示灯亮红灯，当烘箱内温度下降至50℃以下后，工作指示灯变为绿灯。等绿灯亮起时说明工艺执行完毕，烘箱内的电池极片烘烤完毕，可以出箱进行生产。在这个工艺执行时间内，在温度传感器7的作用下，烘箱内部温度保持在120±1℃内变化。
Claims (6)
1.一种动力锂离子电池极片的真空烘箱，包括箱体、内置有计时单元的控制单元和与箱体连通的抽真空设备、保护气供应设备，所述箱体内设置有加热部件，其特征在于所述箱体内安装有由主电机带动旋转的底盘，所述底盘上安装有极片托架，所述极片托架设有若干层极片托板；所述箱体内部设置有温度传感器，所述温度传感器、抽真空设备、保护气供应设备、主电机、加热部件均与控制单元连接，并受控制单元控制。
2.根据权利要求1所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱，其特征在于所述底盘为一个，并位于箱体的中央位置；所述极片托架有多个，并分别通过转轴安装于底盘上，所述转轴通过设置于底盘上的副电机带动或者通过与主电机连接的传动机构带动。
3.根据权利要求1或2所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱，其特征在于所述加热部件为呈环形均匀埋设于箱体内壁的加热丝。
4.根据权利要求3所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱，其特征在于所述电热丝与箱体外壁之间设有隔热层。
5.根据权利要求1或2所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱，其特征在于所述温度传感器有多个，并均匀分布于箱体四周的内壁上。
6.根据权利要求1或2所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱，其特征在于所述箱体的外部还设有与控制单元相连的工作指示灯。
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