CN108444224B - 一种电芯干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电芯干燥方法，步骤包括采用封闭式的立式干燥箱体，每个干燥腔室内部均匀分布若干组由上压板与下压板构成的接触式加热单元，每一组接触式加热单元的两个压板之间形成电芯接触式加热工位；在每一接触式加热单元的上、下压板之间布置发热丝，从而实现对送入每个接触式加热工位的电池电芯形成相应的发热单元，在加热受压过程中，对电芯进行密封环境下的受压干燥处理。本发明可提升电芯干燥处理的速率，能对不同的产品规格进行干燥处理，适用于大规模的工业化生产；克服了传统电池电芯干燥设备普遍存在的问题，避免因采用辐射发热而使热量在真空中传递速度较慢的方式。

Description

一种电芯干燥方法

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种电芯干燥方法。

背景技术

在锂离子电池的制造过程中，锂电池化成工序直接影响电池的容量发挥、循环性能、自放电性能、高温性能等。

电池电芯干燥工序也是影响电池生产效率的重要环节，锂离子电池冷却处理之后需要对其进行干燥，以除去极片内部的水分，确保电池的使用寿命及性能。

然而，传统的电池干燥工艺，主要采用热辐射加热和低真空联合的方式进行，其干燥效率低下，一般干燥12～70小时，低效率的干燥工艺延长了产品的生产周期，增加了工艺成本；还可采用热传导加热进行干燥，但由于锂离子电池朝着高压实密度、材料高比表面积、极小的正负极极片间隙等方向发展，导致锂离子动力电池干燥过程中，水分的逃逸路径长、逃逸阻力大，干燥效率难以提升，甚至出现干燥的极限水含量也达不到目标值的难题。

本领域技术人员需要解决的问题是因采用电池生产设备机械手进行冷却处理之后而导致电芯上存有水蒸气的问题，这种工序之后很明显需要对电池电芯进行干燥，经过对现有公知技术的缺陷进行重点分析发现，传统的电芯干燥工序的原理是采用把电芯放入到发热箱体中，通过箱体内的辐射产生热量，然后抽取发热箱内的空气，达到真空状态，这种方式的干燥处理，其热量在真空中传递慢，干燥处理效率低，不适用于大规模工业化生产。

目前，尽管很多传统电池干燥设备采用统一辐射、统一加热的方式，但仍然无法确保每个电芯均能达到理想的干燥程度，对电芯干燥工序产生较大的影响。

综上所述，本发明正是在现有公知技术的基础上，结合实际应用的验证，对同一技术领域内的产品结构提出进一步研发与设计的技术方案，这些所提出的技术方案完全能解决现有技术存在的问题，同时也有利于同一技术领域的众多技术问题的解决以及提高技术方案的可拓展性。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种电芯干燥方法，可使电芯的干燥处理更快、能对不同的产品规格进行干燥处理、适用于大规模的工业化生产，同时解决现有技术的诸多不足。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电芯干燥方法，采用电池生产设备机械手对封装后的电池电芯进行干燥工序，包括以下步骤：

(1)采用一个封闭式的立式干燥箱体，将该箱体内部纵向分隔为若干干燥腔室；

(2)每个干燥腔室内部均匀分布若干组由上压板与下压板构成的接触式加热单元，所形成的每个接触式加热单元在对应的干燥腔室内部以矩形阵列方式排列，每一组接触式加热单元的两个压板之间形成电芯接触式加热工位；

(3)在每一接触式加热单元的上压板底部、下压板顶部或上、下压板之间适当位置处布置发热丝，从而实现对送入每个接触式加热工位的电池电芯形成相应的发热单元，在接触式加热过程中，对电芯进行密封环境下的接触干燥处理；

(4)最后，对整个干燥箱内部腔室进行抽真空处理，使电芯内部、电芯表面以及干燥箱内的水分抽出，最终使每个电芯达到规定的干燥程度，完成电芯的干燥。

对于以上技术方案的附加结构，还包括以下任意一项：

每一个接触式加热单元的两个压板之间通过设置发热丝形成相对于待干燥电池电芯的独立加热单元；

所述立式干燥箱体内部均匀分部若干接触式加热工位并且每个接触式加热工位具备一个独立的干燥单元，每一个干燥单元包括上压板、下压板以及发热丝；

所述电芯干燥方法采用若干电芯同时送入干燥箱体内部再分别独立加热接触的方式，使每个电池电芯的干燥程度保持相同；

所述发热丝沿着所在上压板或下压板内部均匀分布。

对于以上具有任一项附加结构的技术方案，还包括：

每两个相邻接触式加热单元内部电池电芯干燥进程独立加热且互不干扰；

每个接触式加热单元内部电池电芯与压板之间采用上下接触式加热受压方式。

本发明有益效果为：

(1)采用本发明的工艺方法处理，可提升电芯干燥处理的速率，能对不同的产品规格进行干燥处理，适用于大规模的工业化生产；

(2)克服了传统电池电芯干燥设备普遍存在的问题，避免因采用辐射发热而使热量在真空中传递速度较慢的方式，通过采用接触式加热单元，实现了一种将若干电池电芯分别进行加热受压的方法，即每个待加工的电池电芯施行独立加热与独立受压相结合的方案，能够确保每个电芯达到相应的干燥程度，快速高效的完成电芯的干燥工序。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述电芯干燥方法所采用的干燥设备的立体示意图；

图2是图1的1A部分放大示意图；

图3是传统电池干燥装置示意图。

图中：

1、干燥箱体；2、上压板；3、下压板；4、发热丝；5、电芯。

具体实施方式

实施例一

如图1-3所示，本发明实施例一所述的电芯干燥方法，所实施的技术手段要实现的目的在于，由于传统设备采用辐射发热而使热量在真空中传递速度较慢，因而要解决传统电池电芯干燥设备普遍存在干燥效率较低的问题，从而确保每个电芯均能达到理想的干燥程度，避免对电芯干燥工序产生不良影响，因而，本发明所实施的技术方案是基于电池生产设备机械手对冷却处理之后的电池电芯进行干燥工序，包括以下步骤：

首先，设置干燥箱结构，选用一个封闭式的带有抽真空机构的立式干燥箱体1，将该箱体内部通过垂直于箱体底面的隔板将箱体纵向分隔为若干干燥腔室，优选为两个干燥腔室，并且每个隔板上开设透孔；

进一步地，每个干燥腔室内部均匀分布若干组由上压板2与下压板3构成的接触式加热单元，这些接触式加热单元在对应的干燥腔室内部以矩形阵列方式排列，每一组接触式加热单元的两个压板之间形成电芯接触式加热工位；

或者，具体实施时还可采用在立式干燥箱体1内部均匀分部若干接触式加热工位的方式，然后在每个接触式加热工位上实施一个独立的干燥单元，每一个干燥单元包括上压板2、下压板3以及发热丝4，发热丝4沿着所在上压板2或下压板3内部分布；

相应地，由于每个接触式加热单元与电芯5之间是一一对应的关系，并且无论是发热还是压紧均是在同一个接触式加热单元内进行，因而，每一个接触式加热单元的两个压板之间通过设置发热丝4形成相对待干燥电池电芯5的独立加热单元。

对于以上设置的发热丝4进行分析：

所实施的每一个接触式加热单元的上压板2底部、下压板3顶部或上、下压板之间适当位置处均匀布置发热丝4，从而实现对送入每个接触式加热工位的电池电芯5形成相应的发热单元，在加热受压同步进行的过程中，可有效完成电芯在密封环境下的受压干燥处理；

在通过以上所实施的接触式加热单元处理之后，本发明实施例一所实施的技术手段还包括：

然后，对整个干燥箱体1内部腔室进行抽真空处理，使电芯5内部、电芯5表面以及干燥箱体1内部的气体抽出，使每个电芯5达到预定的干燥程度，最终完成电芯5的干燥。

本发明实施例一所述的电芯干燥方法，结合以上技术手段的实施，还可进一步根据不同需求进行拓展：

①按照采用若干电芯5同时送入干燥箱体1内部再分别独立加热受压的方式，使每个电池电芯5的干燥程度保持相同；

②由于采用上、下压板结构，每两个相邻接触式加热单元内部的电池电芯5干燥进程保持相对独立且互不干扰；

③每个接触式加热单元内部电池电芯5与压板之间采用上下接触式加热受压方式。

实施例二

如图1-3所示，本发明实施例二所述的一种电芯干燥设备，是在实施例一的基础上进行的一个变形，其具有封闭式的立式干燥箱体，所实施的立式干燥箱体1内部排列成若干行列的若干接触式加热单元，每个接触式加热单元由上压板2与下压板3构成，每一组接触式加热单元的两个压板之间形成接触式加热工位；

相应地，所实施的电芯干燥设备还包括发热丝4，设置于每一接触式加热单元的上压板2与下压板3之间并且对接触式加热工位的电芯5进行密封环境下的受压干燥处理。

还可根据不同加工需求，在接触式加热工位上设置用于固定电芯的固定组件。

本发明实施例二的其它技术手段可参照实施例一或在其基础上进行改进，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，若出现术语″实施例一″、″本实施例″、″具体实施″等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明或发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。

在本说明书的描述中，术语″连接″、″安装″、″固定″、″设置″、″具有″等均做广义理解，例如，″连接″可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行，也可以是一体连接或部分连接，如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明或发明中的具体含义。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本案技术，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于以下几种情形的修改，都应该在本案的保护范围内：①以本发明技术方案为基础并结合现有公知常识所实施的新的技术方案，该新的技术方案所产生的技术效果并没有超出本发明技术效果之外；②采用公知技术对本发明技术方案的部分特征的等效替换，所产生的技术效果与本发明技术效果相同；③以本发明技术方案为基础进行可拓展，拓展后的技术方案的实质内容没有超出本发明技术方案之外；④利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域。

Claims (6)

1.一种电芯干燥方法，其特征在于，采用电池生产设备机械手对封装后的电池电芯进行干燥工序，包括以下步骤：

(1)采用一个封闭式的立式干燥箱体，将该箱体内部纵向分隔为若干干燥腔室；

(2)每个干燥腔室内部均匀分布若干组由上压板与下压板构成的接触式加热单元，所形成的每个接触式加热单元在对应的干燥腔室内部以矩形阵列方式排列，每一组接触式加热单元的两个压板之间形成电芯接触式加热工位；

(3)在每一接触式加热单元的上压板底部、下压板顶部或上、下压板之间适当位置处布置发热丝，从而实现对送入每个接触式加热工位的电池电芯形成相应的发热单元，在加热受压过程中，对电芯进行密封环境下的接触干燥处理；

(4)最后，对整个干燥箱内部腔室进行抽真空处理，使电芯内部、电芯表面以及干燥箱内的水分抽出，最终使每个电芯达到规定的干燥程度，完成电芯的干燥；

相应地，以上所述电芯干燥方法采用若干电芯同时送入干燥箱体内部再分别独立加热接触的方式，使每个电池电芯的干燥程度保持相同。

2.根据权利要求1所述的电芯干燥方法，其特征在于：每一个接触式加热单元的两个压板之间通过设置发热丝形成相对待干燥电池电芯的独立加热单元。

3.根据权利要求1所述的电芯干燥方法，其特征在于：所述立式干燥箱体内部均匀分部若干接触式加热工位并且每个接触式加热工位具备一个独立的干燥单元，每一个干燥单元包括上压板、下压板以及发热丝。

4.根据权利要求1所述的电芯干燥方法，其特征在于：所述发热丝沿着所在上压板或下压板内部均匀分布。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电芯干燥方法，其特征在于：每两个相邻接触式加热单元内部电池电芯干燥进程独立加热且互不干扰。

6.根据权利要求5所述的电芯干燥方法，其特征在于：每个接触式加热单元内部电池电芯与压板之间采用上下接触式加热。

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