CN106643109A - 接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，包括加热侧板、加热底板、夹具底板以及固定板，多个加热侧板均匀排列并与夹具底板相互垂直或者相互倾斜设置，多个加热侧板的两端固定在固定板上，固定板安装在夹具底板上；加热底板设置在夹具底板上表面，加热侧板和加热底板均包括铝板、硅胶层以及插接头，硅胶层粘接在铝板上，插接头设置在铝板中间位置，硅胶层内设置有发热丝，发热丝与插接头连接；发热丝弯折密布硅胶层，硅胶层中间位置的发热丝间距大于硅胶层四周位置的发热丝间距。该专用夹具能够最大限度地利用夹具的空间，同时保证锂电池加热的温度均匀性满足工艺要求。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池干燥设备技术领域，特别涉及一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具。
背景技术
目前，国内外锂电行业具有良好的发展前景，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。随着能源的紧缺和世界的环保方面的压力。锂电现在被广泛应用于电动车行业，特别是磷酸铁锂材料电池的出现，更推动了锂电池产业的发展和应用。为了保证锂电池具有高质量，需要对锂电池生产过程中的每个工序所处的生产环境进行严格把关。在锂电池的生产过程中，需要采用干燥炉对电池壳体、极片、极卷和电芯进行干燥处理。
目前，锂电池干燥炉主要有热辐射加热，热风加热和接触式加热几种；辐射加热和热风加热由于加热均匀性差，烘烤周期长，以及耗能大等问题的存在，行业基本由接触式加热所代替。接触式加热由于直接对加热板直接接触电池表面，温度均匀性好和烘烤周期短，受电池生产厂家的青睐。其中，接触式加热锂电池干燥炉需要采用专用夹具保证锂电池与加热板之间的良好接触，现有的接触式的专用夹具为夹持式加热，采用旋转螺杆推动加热板，由于加热板须要来回运动，无法固定，在高温条件下容易产生变形；传动机构的存在，导致夹具的空间利用率减小，每个夹具放电池数量减少，直接导致产能降低；加热板是通过螺杆旋转挤压夹持电池，电池与加热板接触会产生不均匀现象，即会产生加热不均匀现象。进一步地，现有的加热板采用的硅胶发热片内部发热丝为均匀分布的，实际使用中发现，随着使用方式、环境等的不同，温度均匀性不高，同一发热面温度差为正负5摄氏度，达不到对锂电池加热温度均匀性正负2摄氏度的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，能够最大限度地利用夹具的空间，同时保证锂电池加热的温度均匀性满足工艺要求。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，包括加热侧板、加热底板、夹具底板以及固定板，多个所述加热侧板均匀排列并与所述夹具底板相互垂直或者相互倾斜设置，多个所述加热侧板的两端固定在所述固定板上，所述固定板安装在所述夹具底板上；所述加热底板设置在所述夹具底板上表面，所述加热侧板和所述加热底板均包括铝板、硅胶层以及插接头，所述硅胶层粘接在所述铝板上，所述插接头设置在所述铝板中间位置，所述硅胶层内设置有发热丝，所述发热丝与所述插接头连接；所述发热丝弯折密布硅胶层，所述硅胶层中间位置的发热丝间距大于所述硅胶层四周位置的发热丝间距；所述插接头与一接触头PCB安装板配合连接，所述接触头PCB安装板设置在所述夹具底板上，所述接触头PCB安装板通过接触头结构与PCB插接母板连接。
进一步的，其中一个固定板的侧部安装有温度采集装置，所述温度采集装置的热电偶与对应每一个所述加热侧板设置，所述温度采集装置具有断电保持存储单元和温度数据修正单元，所述加热侧板的温度数据经所述断电保持存储单元和温度数据修正单元进行存储并修正后通过RS485总线传输到温度控制器。现有的温度控制器无法在真空环境下使用，只能在真空腔外部使用，温度传感器需经过转接才能在真空下使用，温度传感器转接会造成温度采集失真；本申请直接将温度采集装置集成设置在专用夹具上，温度采集精确度高，避免了温度采集失真问题。
进一步的，所述温度采集装置采用多路独立数据采集通道，对应每一个加热侧板，所述温度采集装置设置有两路温度采集通道。正常工作时小型继电器常通，通过晶闸管的通断来控制发热体温度。当其中一路采集温度出现超温故障时，改用通过小型继电器的通断来控制发热体。
进一步的，所述硅胶层上的所述发热丝采用中间位置层和围绕所述中间位置层的四周位置层设置，所述中间位置层占所述硅胶层总面积的50％以上，所述中间位置层与所述四周位置层的发热丝间距比为2：1至3:1之间。
进一步的，所述硅胶层上的所述发热丝采用中间位置层和围绕所述中间位置层的多层环绕位置层设置，所述中间位置层占所述硅胶层总面积的10％以上，每一个环绕位置层占所述硅胶层总面积的15％以上，相邻的环绕位置层之间的发热丝间距比为2：1至3:1之间。
进一步的，所述加热侧板的硅胶层的中间位置层的所述发热丝间距为2mm，占所述硅胶层总面积的75％；所述中间位置层两侧的所述发热丝间距为1mm，分别占所述硅胶层总面积的12.5％。
进一步的，所述加热底板的硅胶层的中间位置层的所述发热丝间距为3mm，占所述硅胶层总面积的15％；围绕所述中间位置层设置有第一环绕位置层的所述发热丝间距为1.5mm，占所述硅胶层总面积的20％；围绕所述第一环绕位置层设置第二环绕位置层，所述第二环绕位置层的所述发热丝间距为1mm。
进一步的，相邻的所述加热侧板形成容置腔，所述容置腔与锂电池壳体相配合，所述容置腔内设置有多个中间间隔块，用于防止锂电池在容置腔内发生滑动。
进一步的，所述加热底板与所述夹具底板之间设置有若干中间垫板。
进一步的，所述夹具底板下侧设置有支撑框架，所述支撑框架中间安装有支撑板，所述支撑板上设置有PCB插接母板和信号插接母板，所述PCB插接母板与所述接触头PCB安装板对应配合，所述信号插接母板与信号接触头安装板配合。
进一步的，所述固定板上端设置有固定板导向块，每一个加热侧板上端设置有加热侧板导向块，所述加热侧板导向块的两端设置在所述固定板导向块相应的卡槽内。
进一步的，位于所述固定板两端的所述加热侧板的外侧设置有隔热层，相对的另一侧设置所述硅胶层。
采用上述技术方案，由于采用了加热侧板和加热底板，使得锂电池加热的温度均匀性更加好，而且通过加热丝结构中间距的改变，进一步优化了温度均匀性；另外，与现有技术比较，由于加热侧板是处于固定状态的，故加热侧板变形量几乎为零；无空间浪费，与现有技术对比，单个夹具防止电池数量增加，直接增加产能。
附图说明
图1为本发明的接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具俯视结构图；
图2为本发明的接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具三维分解图；
图3为本发明的接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具仰视结构图；
图4为本发明的接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具主视结构图；
图5为本发明的第一种加热侧板截面图；
图6为本发明的第二种加热侧板截面图；
图7为本发明的加热侧板的加热丝结构图；
图8为本发明的加热底板的加热丝结构图；
图中，1-加热侧板，2-固定板，3-加热底板，4-夹具底板，5-锂电池，6-中间间隔块，7-温度采集装置，8-支撑框架，9-支撑板，10-PCB插接母板，11-中间垫板，12-信号接触头安装板，13-接触头PCB安装板，14-热电偶，15-插接头，16-加热侧板导向块，17-固定板导向块，101-铝板，102-硅胶层，103-隔热层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参考附图1-8，一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，包括加热侧,1、加热底板3、夹具底板4以及固定板2，多个所述加热侧板1均匀排列并与所述夹具底板4相互垂直或者相互倾斜设置，多个所述加热侧板1的两端固定在所述固定板2上，所述固定板2安装在所述夹具底板4上；所述加热底板3设置在所述夹具底板4上表面，所述加热侧板1和所述加热底板3均包括铝板101、硅胶层102以及插接头15，所述硅胶层102粘接在所述铝板101上，所述插接头15设置在所述铝板101中间位置，所述硅胶层102内设置有发热丝，所述发热丝与所述插接头15连接；所述发热丝弯折密布硅胶层102，所述硅胶层102中间位置的发热丝间距大于所述硅胶层102四周位置的发热丝间距；所述插接头15与一接触头PCB安装板13配合连接，所述接触头PCB安装板13设置在所述夹具底板4上，所述接触头PCB安装板13通过接触头结构与PCB插接母板10连接。
其中，其中一个固定板2的侧部安装有温度采集装置7，所述温度采集装置7的热电偶14与对应每一个所述加热侧板1设置，所述温度采集装置7具有断电保持存储单元和温度数据修正单元，所述加热侧板1的温度数据经所述断电保持存储单元和温度数据修正单元进行存储并修正后通过RS485总线传输到温度控制器。现有的温度控制器无法在真空环境下使用，只能在真空腔外部使用，温度传感器需经过转接才能在真空下使用，温度传感器转接会造成温度采集失真；本申请直接将温度采集装置集成设置在专用夹具上，温度采集精确度高，避免了温度采集失真问题。
其中，所述温度采集装置7采用多路独立数据采集通道，对应每一个加热侧板1，所述温度采集装置7设置有两路温度采集通道。正常工作时小型继电器常通，通过晶闸管的通断来控制发热体温度。当其中一路采集温度出现超温故障时，改用通过小型继电器的通断来控制发热体。
其中，所述硅胶层102上的所述发热丝采用中间位置层和围绕所述中间位置层的四周位置层设置，所述中间位置层占所述硅胶层102总面积的50％以上，所述中间位置层与所述四周位置层的发热丝间距比为2：1至3:1之间。
其中，所述硅胶层102上的所述发热丝采用中间位置层和围绕所述中间位置层的多层环绕位置层设置，所述中间位置层占所述硅胶层102总面积的10％以上，每一个环绕位置层占所述硅胶层102总面积的15％以上，相邻的环绕位置层之间的发热丝间距比为2：1至3:1之间。
其中，所述加热侧板1的硅胶层的中间位置层的所述发热丝间距为2mm，占所述硅胶层总面积的75％；所述中间位置层两侧的所述发热丝间距为1mm，分别占所述硅胶层总面积的12.5％。
其中，所述加热底板3的硅胶层的中间位置层的所述发热丝间距为3mm，占所述硅胶层总面积的15％；围绕所述中间位置层设置有第一环绕位置层的所述发热丝间距为1.5mm，占所述硅胶层总面积的20％；围绕所述第一环绕位置层设置第二环绕位置层，所述第二环绕位置层的所述发热丝间距为1mm。
其中，相邻的所述加热侧板1形成容置腔，所述容置腔与锂电池壳体5相配合，所述容置腔内设置有多个中间间隔块6，用于防止锂电池5在容置腔内发生滑动。
其中，所述加热底板3与所述夹具底板4之间设置有若干中间垫板11。
其中，所述夹具底板4下侧设置有支撑框架8，所述支撑框架8中间安装有支撑板9，所述支撑板9上设置有PCB插接母板10和信号插接母板(未示出)，所述PCB插接母板10与所述接触头PCB安装板13对应配合，所述信号插接母板(未示出)与信号接触头安装板12配合。
其中，所述固定板2上端设置有固定板导向块17，每一个加热侧板1上端设置有加热侧板导向块16，所述加热侧板导向块16的两端设置在所述固定板导向块17相应的卡槽内。
其中，位于所述固定板2两端的所述加热侧板1的外侧设置有隔热层103，相对的另一侧设置所述硅胶层102。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，其特征在于：包括加热侧板、加热底板、夹具底板以及固定板，多个所述加热侧板均匀排列并与所述夹具底板相互垂直或者相互倾斜设置，多个所述加热侧板的两端固定在所述固定板上，所述固定板安装在所述夹具底板上；所述加热底板设置在所述夹具底板上表面，所述加热侧板和所述加热底板均包括铝板、硅胶层以及插接头，所述硅胶层粘接在所述铝板上，所述插接头设置在所述铝板中间位置，所述硅胶层内设置有发热丝，所述发热丝与所述插接头连接；所述发热丝弯折密布硅胶层，所述硅胶层中间位置的发热丝间距大于所述硅胶层四周位置的发热丝间距；所述插接头与一接触头PCB安装板配合连接，所述接触头PCB安装板设置在所述夹具底板上，所述接触头PCB安装板通过接触头结构与PCB插接母板连接。
2.根据权利要求1所述的一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，其特征在于：所述硅胶层上的所述发热丝采用中间位置层和围绕所述中间位置层的四周位置层设置，所述中间位置层占所述硅胶层总面积的50％以上，所述中间位置层与所述四周位置层的发热丝间距比为2：1至3:1之间。
3.根据权利要求1所述的一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，其特征在于：所述硅胶层上的所述发热丝采用中间位置层和围绕所述中间位置层的多层环绕位置层设置，所述中间位置层占所述硅胶层总面积的10％以上，每一个环绕位置层占所述硅胶层总面积的15％以上，相邻的环绕位置层之间的发热丝间距比为2：1至3:1之间。
4.根据权利要求2所述的一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，其特征在于：其中一个固定板的侧部安装有温度采集装置，所述温度采集装置的热电偶与对应每一个所述加热侧板设置，所述温度采集装置具有断电保持存储单元和温度数据修正单元，所述加热侧板的温度数据经所述断电保持存储单元和温度数据修正单元进行存储并修正后通过RS485总线传输到温度控制器。
5.根据权利要求4所述的一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，其特征在于：所述温度采集装置采用多路独立数据采集通道，对应每一个加热侧板，所述温度采集装置设置有两路温度采集通道。
6.根据权利要求2所述的一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，其特征在于：所述加热侧板的硅胶层的中间位置层的所述发热丝间距为2mm，占所述硅胶层总面积的75％；所述中间位置层两侧的所述发热丝间距为1mm，分别占所述硅胶层总面积的12.5％。
7.根据权利要求3所述的一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，其特征在于：所述加热底板的硅胶层的中间位置层的所述发热丝间距为3mm，占所述硅胶层总面积的15％；围绕所述中间位置层设置有第一环绕位置层的所述发热丝间距为1.5mm，占所述硅胶层总面积的20％；围绕所述第一环绕位置层设置第二环绕位置层，所述第二环绕位置层的所述发热丝间距为1mm。
8.根据权利要求4所述的一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，其特征在于：相邻的所述加热侧板形成容置腔，所述容置腔与锂电池壳体相配合，所述容置腔内设置有多个中间间隔块。
9.根据权利要求8所述的一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，其特征在于：所述夹具底板下侧设置有支撑框架，所述支撑框架中间安装有支撑板，所述支撑板上设置有PCB插接母板和信号插接母板，所述PCB插接母板与所述接触头PCB安装板对应配合，所述信号插接母板与信号接触头安装板配合。
10.根据权利要求9所述的一种接触式锂电池干燥炉的改进专用夹具，其特征在于：所述固定板上端设置有固定板导向块，每一个加热侧板上端设置有加热侧板导向块，所述加热侧板导向块的两端设置在所述固定板导向块相应的卡槽内。
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