CN106953121A - 锂电池加热系统及其锂电池烘烤线 - Google Patents
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Abstract
一种锂电池加热系统，包括装载电池的小车，所述小车被配置成设有若干个用于装载电池的部件，每个所述部件均设有用于给所述电池的外壁加热的电加热装置；随所述小车同步移动的电连接系统，所述电连接系统设置于小车上，并至少与所述电加热装置电性连接；连接和控制机构，所述连接和控制机构包括连接头、执行机构和控制模块，所述控制模块发出控制命令通过所述执行机构将所述连接头与所述电连接系统连接或分离。本系统可大大地缩短升温箱的升温时间，以及缩短真空烘烤的时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂电池加热系统及其锂电池烘烤线。
背景技术
锂电池在制作过程中，电池在注液前都需将电芯进行烘烤，以进一步除去电芯内的水分，防止电芯在注入电解液后由于水分不达标而产生不良反应，影响电池的最终性能；严重时会使电池鼓包。
常见的电芯烘烤工艺有两种，一种是单箱体烘烤，就是把制作好的电芯放在一个独立的烘烤箱内，完成所有的烘烤程序，如升温、真空除水和冷却；另一种是连续烘烤线烘烤（也称隧道式烘烤），它是将至少三个不同工艺要求的烘烤箱通过中间阀门连为一体，一般是按升温、真空除水和冷却的顺序排列，电芯在各自的箱体内完成不同的工艺后，开启中间阀门将前一工序的电芯转移到下一工序，继续作业，如此完成所有工序。后者的优点是可以连续作业，适合于电池生产过程的全自动连续作业生产，这种连续烘烤方式正在逐步取代单箱体烘烤方式。
但是，无论是单箱体烘烤，还是连续烘烤线烘烤，都存在升温和真空烤烤时间过长，而影响电芯烘烤的生产效率的问题。
发明内容
为了克服上述问题，本发明向社会提供一种可以缩短电芯烘烤过程中升温和/或真空烘烤时的锂电池加热系统及其锂电池烘烤线。
本发明的技术方案是：提供一种锂电池加热系统，包括装载电池的小车，所述小车被配置成设有若干个用于装载电池的部件，每个所述部件均设有用于给所述电池的外壁加热的电加热装置；随所述小车同步移动的电连接系统，所述电连接系统设置于小车上，并至少与所述电加热装置电性连接；
连接和控制机构，所述连接和控制机构包括连接头、执行机构和控制模块，所述控制模块发出控制命令通过所述执行机构将所述连接头与所述电连接系统连接或分离。
作为对本发明的改进，所述连接和控制机构为两个以上，并顺着小车移动的方向间隔预定距离排布，当所述小车移动到与预定位置的连接和控制机构相对应的位置时，所述连接头与所述电连接系统在控制模块的控制下连接或分离。
作为对本发明的改进，所述小车包括车架、所述车架被分成若干电池承载层，每层所述电池承载层被平行设置的若干电热板分成若干电池承放位。
作为对本发明的改进，在每层所述电池承载层的垂直于所述电热板的两侧设有导向杆，所述电热板可沿着导向杆来回滑动，垂直于所述电热板设有驱动机构，所述驱动机构可将所述电热板压紧。
作为对本发明的改进，所述电热板包括第一金属板和第二金属板，在所述第一金属板和第二金属板之间设有电热丝。
作为对本发明的改进，所述电连接系统包括与所述连接头配接的连接座，设置于每层的集线座,所述集线座通过各自的导线与每个所述电加热装置连接，并通连接总线与所述连接座。
作为对本发明的改进，所述连接座上设有至少两个连接座弹性触头或两片连接座金属触片, 所述连接头上设有与所述连接座弹性触头或连接座金属触片数量相等的连接头金属触片或连接头弹性触头，并且所述连接头金属触片或连接头弹性触头与外接电源或/和信号线相连接，所述执行机构驱动所述连接头旋转，当所述连接头被所述执行机构旋转到与所述连接座相对应位置时，所述连接座弹性触头或连接座金属触片与所述连接头弹性触头与外接电源或信号线相连接电性连接。
作为对本发明的改进，所述连接座上设有至少两个连接座弹性触头或两片连接座金属触片, 所述连接头上设有与所述连接座弹性触头或连接座金属触片数量相等的连接头金属触片或连接头弹性触头，并且所述连接头金属触片或连接头弹性触头与外接电源或/和信号线相连接，所述执行机构驱动所述连接头沿轴向来回移动，当所述连接头被所述执行机构移动到与所述连接座接触时，所述连接座弹性触头或连接座金属触片与所述连接头弹性触头与外接电源或信号线相连接电性连接。
作为对本发明的改进，还包括温度传感器、湿度传感器或/和压力传感器，所述温度传感器、湿度传感器或/和压力传感器设在所述小车上，所述温度传感器、湿度传感器或/和压力传感器与所述连接座上的相应电极连接。
本发明还提供一种锂电池烘烤线，包括至少三个首尾连接的箱体，其中第一个为升温箱，第二个为真空烤箱，第三个为冷却箱体；在相邻的两个箱体之间设有用于将两个箱体连通或隔断的传输阀，在升温箱前面设有第一开关门，在冷却箱体的尾端设有第三开关门在所述升温箱和/或所述真空烤箱内设有上述的锂电池加热系统，其中连接头和执行机构设在所述升温箱的箱体上和/或所述真空烤箱的箱体上。
本发明由于采用了将被烘烤电芯放置在带加热装置的小车上，并将小车置于烘烤线的烘烤箱内，在对烘烤箱加热的同时，又通过小车上的加热装置直接对电芯的两个面积较大的侧面进行加热，这种双加热模式，大大地缩短了升温箱的升温时间，可将升温时间缩短至原来的一半时间；另外，在真空烘烤箱内也采用这样的带加热装置的小车，也可以对电芯保温和加热，缩短真空烘烤的时间约40%。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的立体结构示意图。
图2是将图1置入箱内后的侧面结构示意图。
图3是本发明第二种实施例的侧面结构示意图。
图4是图3所示实施例俯视结构示意图。
图5是本发明连接烘烤线的一种实施例结构示意图。
图6是本发明连接烘烤线的另一种实施例结构示意图。
图7是本发明中的电连接系统和连接和控制机构的一种实施例的结构示意图。
图8是本发明中的电连接系统和连接和控制机构的另一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
请先参见图1和图2，图1和图2揭示的是一种锂电池加热系统，包括装载电池的小车1，所述小车1包括机架15，所述机架15被配置成设有若干个用于装载电池11的部件12（即容置电池11的空间，下同），每个所述部件12均设有用于给所述电池11的外壁加热的电加热装置13（即相邻两电加热装置13间隔预定距离构成所述部件12）；在小车1的机架上还设有可随所述小车1同步移动的电连接系统14，所述电连接系统14至少是与所述电加热装置13电性连接的；
连接和控制机构2（参见图7和图8），所述连接和控制机构2包括连接头21、执行机构22和控制模块23，所述控制模块23发出控制命令通过所述执行机构22将所述连接头21与所述电连接系统14连接或分离。如图7所示，所述执行机构22可以是步进电机或伺服电机，当步进电机或伺服电机接收到控制模块23的命令时，可以带动连接头21旋转；所述执行机构22可以设置在箱体3外面，通过输出轴221与连接头21连接，为了保证输出轴221与箱体3的密封性，在箱体3与输出轴221之间可以采用磁流体222进行密封；具体地说，本发明中的电连接系统14包括与所述连接头21配接的连接座141，设置于每层的集线座142,所述集线座142通过各自的导线143与每个所述电加热装置13连接，本实施例中，所述电加热装置13是电热板，电热板通连接总线与所述连接座141。图7中，所述连接座141上设有至少两个连接座弹性触头1411或两片连接座金属触片, 所述连接头21上设有与所述连接座弹性触头或连接座金属触片数量相等的连接头金属触片或连接头弹性触头，并且所述连接头金属触片或连接头弹性触头与外接电源或/和信号线相连接，所述执行机构22驱动所述连接头21旋转，当所述连接头21被所述执行机构22旋转到与所述连接座141相对应位置时，所述连接座弹性触头或连接座金属触片与所述连接头弹性触头与外接电源或信号线相连接电性连接。
本发明中的连接和控制机构2还可以设计成如下结构（参见图8），所述连接座141上设有至少两个连接座弹性触头1411或两片连接座金属触片, 所述连接头21上设有与所述连接座弹性触头或连接座金属触片数量相等的连接头金属触片或连接头弹性触头，并且所述连接头金属触片或连接头弹性触头与外接电源或/和信号线相连接，所述执行机构22驱动所述连接头21沿轴223来回移动，当所述连接头21被所述执行机构22移动到与所述连接座141接触时，所述连接座弹性触头1411或连接座金属触片与所述连接头弹性触头与外接电源或信号线相连接电性连接。本实施例中，在所述连接头21上设有斜面211，当所述执行机构22向下移动到底时，可以将所述连接头21与所述连接座141导通，当所述执行机构22向上移动后，在复位弹簧224的作用下，所述连接头21与所述连接座141分离。
优选的，所述连接和控制机构2为两个以上，并顺着小车1移动的方向间隔预定距离排布，当所述小车1移动到与预定位置的连接和控制机构2相对应的位置时，所述连接头21与所述电连接系统14在控制模块23的控制下连接或分离。
优选的，所述小车1包括车架15、所述车架15被分成若干电池承载层151，每层所述电池承载层151被平行设置的若干电热板分成若干电池承放位。对于立体状的电池，电热板的与电池接触的面为平面；对于柱状的电池，电热板与电池接触的面为弧面。
请参见图3和图4，在每层所述电池承载层151的垂直于所述电热板152的两侧设有导向杆154，所述电热板152可沿着导向杆154来回滑动，垂直于所述电热板152设有驱动机构155，所述驱动机构155可将所述电热板152压紧。本发明中的驱动机构155可以电动缸和气动缸。
优选的，所述电热板152包括第一金属板和第二金属板，在所述第一金属板和第二金属板之间设有电热丝。
优选的，本发明还可以包括温度传感器、湿度传感器或/和压力传感器，所述温度传感器、湿度传感器或/和压力传感器设在所述小车1上，所述温度传感器、湿度传感器或/和压力传感器与所述连接座141上的相应电极连接。
请参见图5和图6，本发明还提供一种锂电池烘烤线，包括至少三个首尾连接的箱体3（如图5所示），其中第一个为升温箱31，第二个为真空烤箱32，第三个为冷却箱体33；在相邻的两个箱体之间设有用于将两个箱体连通或隔断的传输阀34，在升温箱31前面设有第一开关门35，在冷却箱体33的尾端设有第三开关门36在所述升温箱31和/或所述真空烤箱32内设有上述的锂电池加热系统，其中连接头21和执行机构22设在所述升温箱31的箱体上和/或所述真空烤箱32的箱体上。
本发明中，所述锂电池烘烤线还可以在图5所示的三节箱体的基础，在每个相邻的两个箱体3之中，加上一个过渡箱体37，作为相邻箱体3的缓冲（具体见图6）。
本发明中的所述锂电池加热系统，可以参见上述的对锂电池加热系统的描述，这里不再重述。
Claims (10)
1.一种锂电池加热系统，其特征在于：包括
装载电池的小车（1），所述小车（1）被配置成设有若干个用于装载电池（11）的部件（12），每个所述部件（12）均设有用于给所述电池（11）的外壁加热的电加热装置（13）；随所述小车（1）同步移动的电连接系统（14），所述电连接系统（14）设置于小车（1）上，并至少与所述电加热装置（13）电性连接；
连接和控制机构（2），所述连接和控制机构（2）包括连接头（21）、执行机构（22）和控制模块（23），所述控制模块（23）发出控制命令通过所述执行机构（22）将所述连接头（21）与所述电连接系统（14）连接或分离。
2.根据权利要求1所述的锂电池加热系统，其特征在于：所述连接和控制机构（2）为两个以上，并顺着小车（1）移动的方向间隔预定距离排布，当所述小车（1）移动到与预定位置的连接和控制机构（2）相对应的位置时，所述连接头（21）与所述电连接系统（14）在控制模块（23）的控制下连接或分离。
3.根据权利要求1或2所述的锂电池加热系统，其特征在于：所述小车（1）包括车架（15）、所述车架（15）被分成若干电池承载层（151），每层所述电池承载层（151）被平行设置的若干电热板（152）分成若干电池承放位。
4.根据权利要求3所述的锂电池加热系统，其特征在于：在每层所述电池承载层（151）的垂直于所述电热板（152）的两侧设有导向杆（154），所述电热板（152）可沿着导向杆（154）来回滑动，垂直于所述电热板（152）设有驱动机构（155），所述驱动机构（155）可将所述电热板（152）压紧。
5.根据权利要求3所述的锂电池加热系统，其特征在于：所述电热板（152）包括第一金属板和第二金属板，在所述第一金属板和第二金属板之间设有电热丝。
6.根据权利要求1或2所述的锂电池加热系统，其特征在于：所述电连接系统（14）包括与所述连接头（21）配接的连接座（141），设置于每层的集线座（142）,所述集线座（142）通过各自的导线与每个所述电加热装置（13）连接，并通连接总线与所述连接座（141）。
7.根据权利要求6所述的锂电池加热系统，其特征在于：所述连接座（141）上设有至少两个连接座弹性触头或两片连接座金属触片, 所述连接头（21）上设有与所述连接座弹性触头或连接座金属触片数量相等的连接头金属触片或连接头弹性触头，并且所述连接头金属触片或连接头弹性触头与外接电源或/和信号线相连接，所述执行机构（22）驱动所述连接头（21）旋转，当所述连接头（21）被所述执行机构（22）旋转到与所述连接座（141）相对应位置时，所述连接座弹性触头或连接座金属触片与所述连接头弹性触头与外接电源或信号线相连接电性连接。
8.根据权利要求6所述的锂电池加热系统，其特征在于：所述连接座（141）上设有至少两个连接座弹性触头或两片连接座金属触片, 所述连接头（21）上设有与所述连接座弹性触头或连接座金属触片数量相等的连接头金属触片或连接头弹性触头，并且所述连接头金属触片或连接头弹性触头与外接电源或/和信号线相连接，所述执行机构（22）驱动所述连接头（21）沿轴向来回移动，当所述连接头（21）被所述执行机构（22）移动到与所述连接座（141）接触时，所述连接座弹性触头或连接座金属触片与所述连接头弹性触头与外接电源或信号线相连接电性连接。
9.根据权利要求1或2所述的锂电池加热系统，其特征在于：还包括温度传感器、湿度传感器或/和压力传感器，所述温度传感器、湿度传感器或/和压力传感器设在所述小车（1）上，所述温度传感器、湿度传感器或/和压力传感器与所述连接座（141）上的相应电极连接。
10.一种锂电池烘烤线，包括至少三个首尾连接的箱体（3），其中第一个为升温箱（31），第二个为真空烤箱（32），第三个为冷却箱体（33）；在相邻的两个箱体之间设有用于将两个箱体连通或隔断的传输阀（34），在升温箱（31）前面设有第一开关门（35），在冷却箱体（33）的尾端设有第三开关门（36）其特征在于：在所述升温箱（31）和/或所述真空烤箱（32）内设有权利要求1至权利要求9中任何一项所述的锂电池加热系统，其中连接头（21）和执行机构（22）设在所述升温箱（31）的箱体上和/或所述真空烤箱（32）的箱体上。
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