CN107621126A - 用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统及其方法，能够优化抽真空泵组数量和控制稳定性；并且自动化地完成对锂电池的干燥和冷却处理工艺。该泵组抽真空系统，包括第一抽真空泵组、第二抽真空泵组、连接管道以及抽真空系统控制器，所述第一抽真空泵组通过所述连接管道与所有干燥炉体的每一真空腔连通，所述第二抽真空泵组通过所述连接管道与所有干燥炉体的每一真空腔连通，所述抽真空系统控制器与所述第一抽真空泵组和所述第二抽真空泵组电性连接。

Description

用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统及其方法

技术领域

本发明涉及锂电池生产加工设备技术领域，特别涉及一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统方法。

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，需要采用锂电池干燥炉对电池壳体、极片、极卷和电芯进行干燥处理。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；在干燥处理后的锂电池往往具有高于常温的温度，需要进行快速地冷却处理，才能够满足工艺生产要求，获得合格的锂电池产品。

现有的锂电池干燥炉必须放置于干燥房内，主要是通过机器人在轨道上运行来完成干燥炉内电池的上下料动作；当机器人从锂电池干燥炉内将专用夹具取出时，使得干燥后的锂电池在空气中暴露时间长，从而会影响锂电池的干燥质量，因此，需要严格控制干燥房的环境参数，维持巨大空间的干燥房环境参数，成本高昂。为了降低锂电池干燥的成本以及避免干燥房环境对人体的影响，申请人开发了多种锂电池自动化干燥生产线，能够实现锂电池的自动干燥和冷却处理，大大地提高了生成效率。锂电池进行干燥时，一般采用真空接触式进行干燥处理，将锂电池安装在专用夹具内来然后放置到干燥炉的真空腔内；因此，需要将每一个真空腔进行抽真空处理，因此，对应每一个真空干燥炉需要设置抽真空泵组，或者至少每两个真空干燥炉设置一个抽真空泵组，这样整个生产线采用的真空泵数量较多，占用厂区面积大，而且设备成本高；另外，采用多个真空泵组需要分别进行独立控制布线，这样控制系统稳定性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统及其方法，能够优化抽真空泵组数量和控制稳定性；并且自动化地完成对锂电池的干燥和冷却处理工艺。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统，包括第一抽真空泵组、第二抽真空泵组、连接管道以及抽真空系统控制器，所述第一抽真空泵组通过所述连接管道与所有干燥炉体的每一真空腔连通，所述第二抽真空泵组通过所述连接管道与所有干燥炉体的每一真空腔连通，所述抽真空系统控制器与所述第一抽真空泵组和所述第二抽真空泵组电性连接。

进一步的，所述连接管道包括粗抽连接管道和精抽连接管道，所述第一真空泵组通过所述粗抽连接管道与所述干燥炉体的每一所述真空腔连通；所述第二真空泵组通过所述精抽连接管道与所述干燥炉体的每一所述真空腔连通。

进一步的，每一所述真空腔与所述粗抽连接管道之间分别设置有一第一电磁阀，每一所述真空腔与所述精抽连接管道之间分别设置有一第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀与所述抽真空系统控制器电性连接。

进一步的，每一所述真空腔上设置有压力传感器，所述压力传感器与所述抽真空系统控制器电性连接，用于实时监测每一所述真空腔内的真空度。

进一步的，所述抽真空系统控制器集成设置在立库式锂电池自动干燥的控制操作机组。

基于同一发明构思，本发明的另一方面，利用上述的用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统，还提供了一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空方法，包括以下步骤：

关闭每一所述真空腔对应的密封门，使得所述真空腔内保持密封，启动所述泵组抽真空系统；

所述泵组抽真空系统的所述第一抽真空泵组启动，实时采集每一所述真空腔的真空度参数，当所述真空度参数到达粗抽阀值时，所述第一电磁阀关闭；

所述泵组抽真空系统的所述第一抽真空泵组启动，实时采集每一所述真空腔的真空度参数，当所述真空度参数到达切换阀值时，所述第一电磁阀关闭；

所述泵组抽真空系统的所述第二抽真空泵组启动，实时采集每一所述真空腔的真空度参数，当所述真空度参数到达所述真空腔的预设真空度区间，所述第二电磁阀关闭。

进一步的，所述用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空方法，还包括以下步骤：

当第一次达到所述预设真空度区间之后，实时采集每一所述真空腔的真空度参数，当所述真空度参数大于预设真空度区间时，启动所述第二抽真空泵组，使得所述真空腔内的真空度保持在所述预设真空度区间。

进一步的，所述真空腔的预设真空度区间小于100Pa。使锂电池中的水分在高温低压环境下快速蒸发，并通过真空泵把蒸发水分抽走，从而达到快速干燥的目的。

本发明技术方案的有益效果：

采用上述技术方案，通过设置第一抽真空泵组和第二抽真空泵组，一个用于粗抽，一个用于精抽，充分利用了每一个抽真空泵组，提供了真空泵组的利用率，减少了真空泵数量，降低了成本，节省了占地面积。而且，仅仅具有两个真空泵组，通过电磁阀以及压力传感器能够将真空腔内的真空度稳定控制。

附图说明

图1为本发明的一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统的结构框图；

图2为本发明的一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空方法；

图3为本发明的新型立库式锂电池自动干燥生产线平面结构图；

图4为本发明的新型立库式锂电池自动干燥系统三维结构图一；

图5为本发明的新型立库式锂电池自动干燥系统三维结构图二；

图中，1-专用夹具，2-移动轨道，3-搬运六轴机械手，4-干燥炉体，5-真空泵机组，6- 上料六轴机械手，7-输入传送线，8-假电池输入线，9-假电池上料台，10-上料夹具支撑平台， 11-夹具暂存架，12-夹具上料平台，13-下料夹具支撑平台，14-下料六轴机械手，15-机器人控制箱,16-控制操作机组，17-粗抽连接管道，18-精抽连接管道，19-导轨板，20-叉料架， 21-隔离墙板；

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。

如图3-5所示，本发明实施例涉及的一种立库式锂电池自动干燥系统，包括移动轨道2、干燥炉体4、搬运六轴机械手3，所述移动轨道2的至少一侧设置有多个所述干燥炉体4，所述搬运六轴机械手3安装在所述移动轨道2上，所述搬运六轴机械手3的工作端安装有叉料架20；所述移动轨道2一端设置有自动上料机组，另一端设置有自动下料机组；所述自动上料机组包括输入传送线7、上料六轴机械手6以及上料夹具支撑平台10，至少一所述上料夹具支撑平台10设置在所述上料六轴机械手6的工作空间内，所述输入传送线7一端设置在所述上料六轴机械手6的工作空间内；所述自动下料机组包括下料六轴机械手14、下料夹具支撑平台13，至少一所述下料夹具支撑平台13设置在所述下料六轴机械手14的工作空间内；每一所述干燥炉体4两侧分别设置有一导轨板19，所述导轨板19用于放置密封门以及所述密封门导向定位；所述叉料架20同时设置有搬运所述密封门和专用夹具1的结构；通过所述搬运六轴机械手3移动搬运所述专用夹具1，并进行所述密封门的自动开启和闭合。

其中，所述干燥炉体4的真空腔开口位置设置有隔离墙板21，所述隔离墙板21包围所述移动轨道2、所述搬运六轴机械手3、所述自动上料机组和所述自动下料机组，形成干燥区域。

其中，所述移动轨道2的一侧还设置有夹具暂存架11和夹具上料平台12；所述夹具暂存架11和所述夹具上料平台12设置在所述搬运六轴机械手3的工作空间内。

其中，所述移动轨道2的两端分别设置有控制操作机组16和机器人控制箱15，所述上料六轴机械手6、所述下料六轴机械手14、所述搬运六轴机械手3、所述真空泵机组5以及所述干燥炉体4与所述控制操作机组16电性连接；对应所述上料六轴机械手6、所述下料六轴机械手14以及所述搬运六轴机械手3一侧设置所述机器人控制箱15。

其中，所述上料六轴机械手6通过一机械手底座设置在所述移动轨道2的一端，多个所述上料夹具支撑平台10设置在所述移动轨道2和所述机械手底座之间，所述上料夹具支撑平台10和所述输入传送线7设置在所述机械手底座的两侧，靠近所述机械手底座的所述输入传送线7上设置有配对托盘。

其中，所述输入传送线7一侧还设置有假电池输入线8，所述假电池输入线8与所述输入传送线7相互垂直；所述输入传送线7和所述假电池输入线8设置在所述上料六轴机械手 6的一侧，所述假电池输入线8并排设置有假电池上料台9。假电池是测试电池，主要是为了抽检其中的锂电池含水量，因为锂电池含水量的测量是破坏性的，因此，独立地设置了假电池进入到整个系统的输入输出线。

其中，所述上料六轴机械手6和所述下料六轴机械手14的工作端设置有锂 电池夹持组件；所述锂电池夹持组件包括主旋转驱动件、与主旋转驱动件连接的 夹持底座，设置在夹持底座上的滑块导轨结构，驱动滑块移动的气缸，一组设置 在滑块上的夹持件。所述锂电池夹持组件上安装有一条码枪和感应器；扫码枪确 定锂电池的型号和批次。

上述立库式锂电池自动干燥系统的工作流程如下：

首先，需要干燥处理的锂电池从输入传送线7移动过来，通过光电门以及扫码枪，启动锂电池上料六轴机械手6，将锂电池依次装入专用夹具1，搬运六轴机械手3从上料夹具支撑平台10上将装有锂电池的专用夹具1依次送入干燥炉体4，当锂电池经过干燥炉体4进行真空干燥处理时，通过搬运六轴机械手3上的叉料架20上的抓料钩和导轨板19完成相应的开关密封门的动作，搬运六轴机械手3利用叉料架20将干燥处理后的专用夹具1从干燥炉体4 内取出，放置到下料夹具支撑平台10，下料六轴机械手14将下料夹具支撑平台13上的专用夹具1内的锂电池依次放置到输出传送线上，传送到下一工位，完成下一工序；通过人工将专用夹具1搬运到夹具上料平台12，循环工序。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统，包括第一抽真空泵组、第二抽真空泵组、连接管道以及抽真空系统控制器，所述第一抽真空泵组通过所述连接管道与所有干燥炉体的每一真空腔连通，所述第二抽真空泵组通过所述连接管道与所有干燥炉体的每一真空腔连通，所述抽真空系统控制器与所述第一抽真空泵组和所述第二抽真空泵组电性连接。

其中，所述连接管道包括粗抽连接管道和精抽连接管道，所述第一真空泵组通过所述粗抽连接管道与所述干燥炉体的每一所述真空腔连通；所述第二真空泵组通过所述精抽连接管道与所述干燥炉体的每一所述真空腔连通。

其中，每一所述真空腔与所述粗抽连接管道之间分别设置有一第一电磁阀，每一所述真空腔与所述精抽连接管道之间分别设置有一第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀与所述抽真空系统控制器电性连接。

其中，每一所述真空腔上设置有压力传感器，所述压力传感器与所述抽真空系统控制器电性连接，用于实时监测每一所述真空腔内的真空度。

其中，所述抽真空系统控制器集成设置在立库式锂电池自动干燥的控制操作机组。

实施例2

如图2所示，利用实施例1的用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统，还提供了一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空方法，包括以下步骤：

S101、关闭每一所述真空腔对应的密封门，使得所述真空腔内保持密封，启动所述泵组抽真空系统；

S102、所述泵组抽真空系统的所述第一抽真空泵组启动，实时采集每一所述真空腔的真空度参数，当所述真空度参数到达粗抽阀值时，所述第一电磁阀关闭；

S103、所述泵组抽真空系统的所述第一抽真空泵组启动，实时采集每一所述真空腔的真空度参数，当所述真空度参数到达切换阀值时，所述第一电磁阀关闭；

S104、所述泵组抽真空系统的所述第二抽真空泵组启动，实时采集每一所述真空腔的真空度参数，当所述真空度参数到达所述真空腔的预设真空度区间，所述第二电磁阀关闭。

其中，所述用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空方法，还包括以下步骤：

当第一次达到所述预设真空度区间之后，实时采集每一所述真空腔的真空度参数，当所述真空度参数大于预设真空度区间时，启动所述第二抽真空泵组，使得所述真空腔内的真空度保持在所述预设真空度区间。

可选地，所述真空腔的预设真空度区间小于100Pa。使锂电池中的水分在高温低压环境下快速蒸发，并通过真空泵把蒸发水分抽走，从而达到快速干燥的目的。

采用上述技术方案，通过设置第一抽真空泵组和第二抽真空泵组，一个用于粗抽，一个用于精抽，充分利用了每一个抽真空泵组，提供了真空泵组的利用率，减少了真空泵数量，降低了成本，节省了占地面积。而且，仅仅具有两个真空泵组，通过电磁阀以及压力传感器能够将真空腔内的真空度稳定控制。

在本发明专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“排”、“列”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专利和简化描述，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专利新型的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明专利的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在发明专利中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明专利中的具体含义。

在本发明专利中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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 (8)

1.一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统，其特征在于，包括第一抽真空泵组、第二抽真空泵组、连接管道以及抽真空系统控制器，所述第一抽真空泵组通过所述连接管道与所有干燥炉体的每一真空腔连通，所述第二抽真空泵组通过所述连接管道与所有干燥炉体的每一真空腔连通，所述抽真空系统控制器与所述第一抽真空泵组和所述第二抽真空泵组电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统，其特征在于，所述连接管道包括粗抽连接管道和精抽连接管道，所述第一真空泵组通过所述粗抽连接管道与所述干燥炉体的每一所述真空腔连通；所述第二真空泵组通过所述精抽连接管道与所述干燥炉体的每一所述真空腔连通。

3.根据权利要求2所述的一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统，其特征在于，每一所述真空腔与所述粗抽连接管道之间分别设置有一第一电磁阀，每一所述真空腔与所述精抽连接管道之间分别设置有一第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀与所述抽真空系统控制器电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统，其特征在于，每一所述真空腔上设置有压力传感器，所述压力传感器与所述抽真空系统控制器电性连接，用于实时监测每一所述真空腔内的真空度。

5.根据权利要求1所述的一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统，其特征在于，所述抽真空系统控制器集成设置在立库式锂电池自动干燥的控制操作机组。

6.一种用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空方法，利用如权利要求4所述的用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空系统，包括以下步骤：

关闭每一所述真空腔对应的密封门，使得所述真空腔内保持密封，启动所述泵组抽真空系统；

所述泵组抽真空系统的所述第一抽真空泵组启动，实时采集每一所述真空腔的真空度参数，当所述真空度参数到达粗抽阀值时，所述第一电磁阀关闭；

所述泵组抽真空系统的所述第一抽真空泵组启动，实时采集每一所述真空腔的真空度参数，当所述真空度参数到达切换阀值时，所述第一电磁阀关闭；

所述泵组抽真空系统的所述第二抽真空泵组启动，实时采集每一所述真空腔的真空度参数，当所述真空度参数到达所述真空腔的预设真空度区间，所述第二电磁阀关闭。

7.根据权利要求6所述的用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空方法，其特征在于，还包括以下步骤：

当第一次达到所述预设真空度区间之后，实时采集每一所述真空腔的真空度参数，当所述真空度参数大于预设真空度区间时，启动所述第二抽真空泵组，使得所述真空腔内的真空度保持在所述预设真空度区间。

8.根据权利要求7所述的用于立库式锂电池自动干燥的泵组抽真空方法，其特征在于，所述真空腔的预设真空度区间小于100Pa。