CN104964556A - 高真空烘烤装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高真空烘烤装置及其方法，包括主控制器、真空烤箱、真空泵以及分子泵套件；真空烤箱通过连通管道与分子泵套件进气口相通，分子泵套件出气口与真空泵进气口通过密闭式管道对接，真空泵出气口接一根排气管，主控制器分别与真空烤箱、真空泵以及分子泵套件电连接；主控制器控制真空烤箱中的温度加热到60～120℃，在真空泵将真空烤箱抽至50Pa以下后，启动分子泵套件进一步将真空烤箱循环抽真空至-0.005Pa以下的高真空状态。在烘烤时，将真空烤箱内通过两级抽真空处理，将真空烤箱抽成高真空状态，高真空烘烤系统能实现极低水份空间，同时高真空状态下真空烤箱烘烤赶出材料中的微量水份，解决了箱体中水分的烘烤问题。

Description

高真空烘烤装置及其方法

技术领域

本发明涉及锂电设备行业的技术领域，尤其涉及一种高真空烘烤装置及其方法。

背景技术

行业现有电池极片，电芯烘烤方式均采用定期换气，真空烘烤。该工艺方式要求员工必须自觉按工艺要求定期换气。该工艺方式的弊端严重依赖员工的责任心。常出现员工不负责未按工艺要求操作管理未监控到位，烘烤后电池极片电芯水分超标现象。

在中国实用新型专利申请公布号为“CN 204100716 U”，名称为“电池极片的烘烤系统”的专利文件中公开了一种电池极片的烘烤系统，所述烘烤系统包括烤箱、与所述烤箱管路连接的真空罐及连接所述真空罐的抽真空装置，所述烤箱与所述真空罐之间设有真空挡板阀，所述真空挡板阀的进气端与所述烤箱连接，所述真空挡板阀的出气端与所述真空罐连接。该实用新型的电池极片的烘烤系统，通过在烤箱与真空罐之间设置真空挡板阀，时刻保证烤箱内的真空度，进而保证了烘烤效果。

    然而，该实用新型中的电池极片烘烤系统依然存在以下问题和缺陷：

1、加热时间过长、耗能高；

2、产量低、效率慢（单次使用效率慢（24-48小时）、生产中严重影响下一工序进程；

3、外接工厂真空源在使用过程中取决于厂区真空动力；

4、加热模式温控器+固态继电器缺少二次保护；

5、温度控制要求过高。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种结构简单、操作方便的高真空烘烤装置及其方法。

为了达到上述目的，本发明一种高真空烘烤装置，包括主控制器、真空烤箱、真空泵以及分子泵套件；所述真空烤箱通过连通管道与分子泵套件进气口相通，所述分子泵套件出气口与真空泵进气口通过软管对接，所述真空泵出气口接一根排气管，所述主控制器分别与真空烤箱、真空泵以及高速泵套件电连接；所述主控制器控制真空烤箱中的温度加热到60～120℃，在真空泵将真空烤箱抽至50Pa以下后，启动分子泵套件进一步将真空烤箱循环抽真空至0.005Pa以下的高真空状态，抽出气体通过排气管排到大气中。

其中，所述真空烤箱包括加热装置、温度监测器、压力监测器、温度显示器以及压力表，所述加热装置、温度监测器、压力监测器均设置在真空烤箱的腔体内，并分别与主控制器电连接，所述温度显示器与温度监测器电连接，并设置在真空烤箱的外表面，所述压力表与压力检测器电连接，并设置在指控烤箱的外表面。

其中，所述真空烤箱还包括控制真空烤箱运行的电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关，所述电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关均开设在真空烤箱的外表面。

其中，所述分子泵套件包括分子泵和真空泵，所述分子泵进气口与真空烤箱相通，分子泵出气口与真空泵进气口相通，所述真空泵的出气口与真空泵相通。

其中，所述加热装置为加热电阻丝，真空烤箱与分子泵之间的连通管道为不锈钢管，所述不锈钢管一端焊接在真空烤箱侧壁上，且另一端与分子泵的进气口连接，所述真空泵与管道之间开设有一真空挡板阀，所述真空泵与管道之间开设有一真空挡板阀。

本发明还公开了一种电池极片的高真空烘烤方法，包括以下步骤：

S1、真空烤箱升温：通过主控制器将真空烤箱温度设定为60～120℃，并对真空烤箱进行加温处理；

S2、一级真空去水：待真空烤箱内温度达到工艺时间后，启动真空泵，在真空烤箱内压强为10-50Pa的条件下，强制抽取真空烤箱内水分，并将水分通过排气管排到大气中；

S3、二级高真空去水：在真空泵与真空烤箱之间加设一分子泵套件，在一级真空去水后，启动分子泵套件，在真空烤箱内压强为0.001～0.005Pa的条件下，进行循环高真空处理，赶出材料中的微量水分；

S4、电池极片烘烤完成：经过总耗时4～6小时的高温烘烤与两级去水的工艺后，将烘烤好的电池极片取出，进行下一批电池极片的烘烤作业。

其中，该方法中使用的真空烤箱包括加热装置、温度监测器、压力监测器、温度显示器以及压力表，所述加热装置、温度监测器、压力监测器均设置在真空烤箱的腔体内，并分别与主控制器电连接，所述温度显示器与温度监测器电连接，并设置在真空烤箱的外表面，所述压力表与压力检测器电连接，并设置在指控烤箱的外表面。

其中，该方法中使用的真空烤箱还包括控制真空烤箱运行的电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关，所述电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关均开设在真空烤箱的外表面。

其中，S3中所使用的分子泵套件包括分子泵和真空泵，所述分子泵进气口与真空烤箱相通，分子泵出气口与真空泵进气口相通，所述真空泵的出气口与真空泵相通。

其中，所述加热装置为加热电阻丝，真空烤箱与分子泵之间的连通管道为不锈钢管，所述不锈钢管一端焊接在真空烤箱侧壁上，且另一端与分子泵的进气口连接，所述真空泵与管道之间开设有一真空挡板阀，所述真空泵与管道之间开设有一真空挡板阀。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明的高真空烘烤装置利用烤箱内的温度烘干电池电芯或电池极片中的水分，在烘烤电池电芯时，将真空烤箱内通过两级抽真空处理，将真空烤箱抽成高真空状态，高真空烘烤系统能实现极低水份空间，同时高真空状态下真空烤箱烘烤赶出材料中的微量水份，解决了箱体中水分的烘烤问题。本发明中的高真空烘烤装置主要是利用高真空状态下水分更易蒸发的原理，可以很好的将电池电芯、电池极片以及其他需烘干的电子元器件进行烘烤，该烘箱的使用成本低、维护简单、维护成本低、效率高、可靠性高。

附图说明

图1为本发明高真空烘烤装置的结构图；

图2为本发明电池极片的高真空烘烤方法的示意图。

主要元件符号说明如下：

10、真空烤箱            11、真空泵

12、分子泵套件          13、真空挡板阀

14、真空挡板阀。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

参阅图1，本发明一种高真空烘烤装置，包括主控制器、真空烤箱10、真空泵11以及分子泵套件12；真空烤箱10通过连通管道与分子泵套件12进气口相通，分子泵套件12出气口与真空泵11进气口通过管道对接，真空泵11出气口接一根排气管，主控制器分别与真空烤箱10、真空泵11以及分子泵套件12电连接；主控制器控制真空烤箱10中的温度加热到60～120℃，在真空泵11将真空烤箱10抽至50Pa以下后，调节分子泵套件12进一步将真空烤箱10循环抽真空至0.005Pa以下的高真空状态，抽出气体通过排气管排到大气中。

相较于现有技术，本发明的高真空烘烤装置利用烤箱内的温度烘干电池电芯中的水分，在烘烤电池电芯时，将真空烤箱10内通过两级抽真空处理，将真空烤箱10抽成高真空状态，高真空烘烤系统能实现极低水份空间，同时高真空状态下真空烤箱10烘烤赶出材料中的微量水份，可以解决电池电芯中水分的烘烤问题。本发明中的高真空烘烤装置主要是利用高真空状态下水分更易蒸发的原理，可以很好的将电池电芯、电池极片以及其他需烘干的电子元器件进行烘烤，该烘箱的成本低、维护简单、维护成本低、效率高、可靠性高。

在本实施例中，真空烤箱10包括加热装置、温度监测器、压力监测器、温度显示器以及压力表，加热装置、温度监测器、压力监测器均设置在真空烤箱10的腔体内，并分别与主控制器电连接，温度显示器与温度监测器电连接，并设置在真空烤箱10的外表面，压力表与压力检测器电连接，并设置在指控烤箱的外表面。加装温度显示器和压力表，可以使得操作者实时了解真空烤箱10内的烘烤状态，方便操作者进行及时调整。

在本实施例中，真空烤箱10还包括控制真空烤箱10运行的电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关，电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关均开设在真空烤箱10的外表面。电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关直接作用于真空烤箱10，能够在真空烤箱10操作异常时及时停止或采取保护措施。

在本实施例中，分子泵套件12包括分子泵和真空泵，分子泵进气口与真空烤箱10相通，分子泵出气口与真空泵进气口相通，真空泵的出气口与真空泵11相通。当然，本发明并不局限于上述两种泵体的组合使用，也可以只使用一种作为分子泵，也可以另选其他种类的分子泵，只要是能够实现本发明分子泵套件12功能的其他泵体设计，均属于本方案的简单变形和变换，应当落入本发明的保护范围。

在本实施例中，加热装置为加热电阻丝，真空烤箱10与分子泵之间的连通管道为不锈钢管，不锈钢管一端焊接在真空烤箱10侧壁上，且另一端与分子泵的进气口连接，真空泵与软管之间开设有一真空挡板阀13，真空泵与管道之间开设有一真空挡板阀14。真空挡板阀13和真空挡板阀14的设置，时刻保证烤箱内的真空度，进而保证了烘烤效果。

进一步参与图2，本发明还公开了一种高真空烘烤方法，包括以下步骤：

S1、真空烤箱10升温：通过主控制器将真空烤箱10温度设定为60～120℃，并对真空烤箱10进行加温处理；

S2、一级真空去水：待真空烤箱10内温度达到60～120℃工艺时间后，启动真空泵11，在真空烤箱10内压强为10-50Pa的条件下，强制抽取真空烤箱10内水分，并将水分通过排气管排到大气中；

S3、二级高真空去水：在真空泵11与真空烤箱10之间加设一分子泵套件12，在一级真空去水后，启动高速泵套件12，在真空烤箱10内压强为0.001-0.005Pa的条件下，进行循环高真空处理，赶出材料中的微量水分；

S4、烘烤完成：经过总耗时4～6小时的高温烘烤与两级去水的工艺后，将烘烤好的电池极片取出，进行下一批电池极片的烘烤作业。

在本实施例中，该方法中使用的真空烤箱10包括加热装置、温度监测器、压力监测器、温度显示器以及压力表，加热装置、温度监测器、压力监测器均设置在真空烤箱10的腔体内，并分别与主控制器电连接，温度显示器与温度监测器电连接，并设置在真空烤箱10的外表面，压力表与压力检测器电连接，并设置在指控烤箱的外表面。加装温度显示器和压力表，可以使得操作者实时了解真空烤箱10内的烘烤状态，方便操作者进行及时调整。

在本实施例中，该方法中使用的真空烤箱10还包括控制真空烤箱10运行的电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关，电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关均开设在真空烤箱10的外表面。电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关直接作用于真空烤箱10，能够在真空烤箱10操作异常时及时停止或采取保护措施。

在本实施例中，S3中所使用的分子泵套件12包括分子泵和真空泵，分子泵进气口与真空烤箱10相通，分子泵出气口与真空泵进气口相通，真空泵的出气口与真空泵11相通。当然，本发明并不局限于上述两种泵体的组合使用，也可以只使用一种作为分子泵，也可以另选其他种类的分子泵，只要是能够实现本发明分子泵套件12功能的其他泵体设计，均属于本方案的简单变形和变换，应当落入本发明的保护范围。

在本实施例中，加热装置为加热电阻丝，真空烤箱10与涡轮分子泵之间的连通管道为不锈钢管，不锈钢管一端焊接在真空烤箱10侧壁上，且另一端与分子泵的进气口连接，真空泵与管道之间开设有一真空挡板阀13，真空泵与管道之间开设有一真空挡板阀14。真空挡板阀13和真空挡板阀14的设置，时刻保证烤箱内的真空度，进而保证了烘烤效果。

本发明的优势在于：

1、本机主要由真空系统、干燥系统两部分组成；

2、提高产品生产效率由原来每台24-48小时生产1万支，到现在每台每4-6小时烘烤2万支；

4、同时采用复合真空仪来显示箱体内的即时真空度，即时了解箱体内的真空状态；

5、真空度可达到1*10-1Pa ~ 1*10-4Pa，达到超高工艺要求；

6、前级阀采用气动高真空挡板阀14，具有使用寿命长，安全可靠，维护方便等特点；

7、节能环保，本机比同类产品节能85%-90%左右；

8、超大烘烤内胆，可分隔使用和单独使用，人性化设计，实现一机多用，内胆尺寸为：1000*1060*1000（高*宽*深，单位：mm）；

9、分子泵采用先进分子泵，该泵由分子泵和真空泵组合而成，它同时具有涡旋泵分流时抽速大、压缩比高，真空泵高压强时抽速大、压缩比高的特点，并采用脂润滑，以达到高清洁度的超高真空。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高真空烘烤装置，其特征在于，包括主控制器、真空烤箱、真空泵以及分子泵套件；所述真空烤箱通过连通管道与分子泵套件进气口相通，所述分子泵套件出气口与真空泵进气口通过密闭式管道对接，所述真空泵出气口接一根排气管，所述主控制器分别与真空烤箱、真空泵以及分子泵套件电连接；所述主控制器控制真空烤箱中的温度加热到60～120℃，在真空泵将真空烤箱抽至50Pa以下后，调节高速泵套件进一步将真空烤箱循环抽真空至0.005Pa以下的高真空状态，抽出气体通过排气管排到大气中。

2.根据权利要求1所述的高真空烘烤装置，其特征在于，所述真空烤箱包括加热装置、温度监测器、压力监测器、温度显示器以及压力表，所述加热装置、温度监测器、压力监测器均设置在真空烤箱的腔体内，并分别与主控制器电连接，所述温度显示器与温度监测器电连接，并设置在真空烤箱的外表面，所述压力表与压力检测器电连接，并设置在指控烤箱的外表面。

3.根据权利要求2所述的高真空烘烤装置，其特征在于，所述真空烤箱还包括控制真空烤箱运行的电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关，所述电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关均开设在真空烤箱的外表面。

4.根据权利要求3所述的高真空烘烤装置，其特征在于，所述分子泵套件包括分子泵和真空泵，所述分子泵进气口与真空烤箱相通，分子泵出气口与真空泵进气口相通，所述分子泵的出气口与真空泵相通。

5.根据权利要求4所述的高真空烘烤装置，其特征在于，所述加热装置为加热电阻丝，真空烤箱与分子泵之间的连通管道为不锈钢管，所述不锈钢管一端焊接在真空烤箱侧壁上，且另一端与分子泵的进气口连接，所述真空泵与管道之间开设有真空挡板阀，所述真空泵与管道之间开设有一真空挡板阀。

6.一种高真空烘烤方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、真空烤箱升温：通过主控制器将真空烤箱温度设定为60～120℃，并对真空烤箱进行加温处理；

S2、一级真空去水：待真空烤箱内温度达到工艺时间后，启动真空泵，在真空烤箱内压强为10～50Pa的条件下，强制抽取真空烤箱内物料的水分，并将水分通过排气管排到大气中；

S3、二级高真空去水：在真空泵与真空烤箱之间加设一分子泵套件，在一级真空去水后，启动分子泵套件，在真空烤箱内压强为0.001-0.005Pa的条件下，进行循环高真空处理，赶出材料中的微量水分；

S4、烘烤完成：经过总耗时4~6小时的高温烘烤与两级去水的工艺后，将烘烤好的物料取出，进行下一批物料的烘烤作业。

7.根据权利要求6所述的电池极片的高真空烘烤方法，其特征在于，该方法中使用的真空烤箱包括加热装置、温度监测器、压力监测器、温度显示器以及压力表，所述加热装置、温度监测器、压力监测器均设置在真空烤箱的腔体内，并分别与主控制器电连接，所述温度显示器与温度监测器电连接，并设置在真空烤箱的外表面，所述压力表与压力检测器电连接，并设置在指控烤箱的外表面。

8.根据权利要求7所述的物料的高真空烘烤方法，其特征在于，该方法中使用的真空烤箱还包括控制真空烤箱运行的电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关，所述电源开关、多个机械保护开关以及多个电子保护开关均开设在真空烤箱的外表面。

9.根据权利要求8所述的电池极片的高真空烘烤方法，其特征在于，S3中所使用的分子泵套件包括分子泵和真空泵，所述分子泵进气口与真空烤箱相通，分子泵出气口与真空泵进气口相通，所述分子泵的出气口与真空泵相通。

10.根据权利要求9所述的电池极片的高真空烘烤方法，其特征在于，所述加热装置为加热电阻丝，真空烤箱与涡轮分子泵之间的连通管道为不锈钢管，所述不锈钢管一端焊接在真空烤箱侧壁上，且另一端与分子泵的进气口连接，所述盘式牵引泵与管道之间开设有一真空挡板阀，所述真空泵与管道之间开设有一真空挡板阀。