CN108458553A - 一种锂离子电池烘烤装置及其烘烤方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种锂离子电池烘烤装置，包括电机、螺杆、第一主加热板、第二主加热板、第一极耳加热块和第二极耳加热块，所述螺杆与所述电机的输出端连接，所述第一主加热板和所述第二主加热板均套设于所述螺杆上，所述第一极耳加热块可调地安装于所述第一主加热板，所述第二极耳加热块可调地安装于所述第二主加热板。另外，本发明还提供一种锂离子电池烘烤方法。相比于现有技术，本发明的烘烤装置及烘烤方法能超快速地降低电芯中的水含量，从而有效降低电芯制造成本。

Description

一种锂离子电池烘烤装置及其烘烤方法

技术领域

本发明属于锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种锂离子电池烘烤装置及其烘烤方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、输出功率高、充放电寿命长、无污染、工作温度范围宽和自放电小等诸多优点，被广泛应用于各类便携式电子设备中。

在软包装锂离子电池生产制造过程中，电芯完成封装后，注液前需要进行烘烤处理以确保电芯内部水分达到一定的水平(水含量低于200ppm)。传统的烘烤方法是将电芯放置在烤箱内进行热风循环，该方法的传热方式主要为对流传热，效率低，烘烤时间很长。目前，为了加快烘烤速度，也有将电芯主体放置在金属加热板中间，然后置于真空状态下进行烘烤的，这种方法主要依靠金属板的热辐射进行热量传递，进而对电芯主体进行烘烤的。虽然相比于传统的烘烤方法其烘烤效率有所提升，但是烘烤时间还是比较长。

有鉴于此，确有必要提供一种锂离子电池烘烤装置及其烘烤方法来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池烘烤装置，该装置能超快速地降低电芯中的水含量，从而有效降低电芯制造成本。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池烘烤装置，包括电机、螺杆、第一主加热板、第二主加热板、第一极耳加热块和第二极耳加热块，所述螺杆与所述电机的输出端连接，所述第一主加热板和所述第二主加热板均套设于所述螺杆上，所述第一极耳加热块可调地安装于所述第一主加热板，所述第二极耳加热块可调地安装于所述第二主加热板。

相比于现有技术，本发明的烘烤装置结构简单，可以进行多级串联，容易实现自动化。而且在本发明中，第一主加热板和第二主加热板直接与电芯主体接触导热，第一极耳加热块和第二极耳加热块直接与电芯极耳接触导热，也就是说，本烘烤装置能实现对电芯主体和电芯极耳进行同时导热烘烤，从而加快了导热且有效地减少了热量的损耗，进而加快了对电芯的烘烤效率。

作为本发明所述的锂离子电池烘烤装置的一种改进，所述第一主加热板和所述第二主加热板均设置有至少一块发热体。当对电芯所处环境进行加热时，发热体先发热，进而将热量传导给第一主加热板和第二主加热板，第一主加热板和第二主加热板再分别将热量传导给第一极耳加热块和第二极耳加热块。当发热体的数量为两块以上时，发热体均匀分布，使得导热均匀，更有利于加快烘烤速率。

作为本发明所述的锂离子电池烘烤装置的一种改进，一所述第一主加热板和一所述第二主加热板形成一加热组，所述螺杆上串联有若干所述加热组。一加热组对一电芯进行烘烤，串联有若干个加热组时可同时对若干个电芯进行烘烤，节省烘烤时间。

作为本发明所述的锂离子电池烘烤装置的一种改进，所述第一主加热板和所述第二主加热板的边缘均对称地设置有四个安装孔。

作为本发明所述的锂离子电池烘烤装置的一种改进，所述螺杆设置有四根，四根所述螺杆分别设置于四个所述安装孔。螺杆设置于四个对称设置的安装孔中，设置整个烘烤装置结构更加平衡稳固。

作为本发明所述的锂离子电池烘烤装置的一种改进，所述第一主加热板和所述第二主加热板均全面覆盖电芯主体。第一主加热板和第二主加热板全面覆盖电芯主体，确保电芯主体的各个位置均能被加热，既能保证烘烤的均一性，又能更好地提高烘烤效率。

作为本发明所述的锂离子电池烘烤装置的一种改进，所述第一极耳加热块和所述第二极耳加热块均全面覆盖电芯极耳。第一极耳加热块和第二极耳加热块全面覆盖电芯极耳，确保电芯极耳的各个位置均能被加热，既能保证烘烤的均一性，又能更好地提高烘烤效率。

本发明的另一个目的在于提供一种锂离子电池烘烤方法，包括以下步骤：

步骤一，将电芯放置在第一主加热板和第二主加热板中间，使得电芯极耳与第一极耳加热块和第二极耳加热块对齐；

步骤二，启动电机，电机旋转带动螺杆旋转，推动第一主加热板和第二主加热板移动，第一极耳加热块和第二极耳加热块优先与电芯极耳接触，随着螺杆旋转，第一主体加热板和第二主体加热板均与电芯主体接触，与此同时，第一极耳加热块相对于第一主加热板向上移动，第二极耳加热块相对于第二主加热板向下移动，使得第一极耳加热块和第二极耳加热块始终保持与电芯极耳的接触状态；

步骤三，对电池所处环境抽真空至-100～-90KPa，加热10-30min后停止加热，保持3-10min后充入干燥的N₂，使电池所处环境达到常压状态，完成一个循环，重复循环5-50次，即完成对锂离子电池的烘烤。

在本发明的烘烤方法中，电芯极耳处通过第二极耳加热块和第二极耳加热块来进行导热，第二极耳加热块和第二极耳加热块一般为导热金属或导热硅胶，这两者的导热效率远高于空气导热及对流导热，也就是说，本发明在对电芯主体加热烘烤的同时，对电芯极耳也进行加热烘烤，热量将更快速地传递到电芯内部，加热效率更高。除此之外，本发明的烘烤方法是在高真空度的条件下进行的，高真空度下水分沸点降低，水分更加容易溢出电芯，而且通过对电池所处环境进行抽真空、保压、释真空、保压的多次循环，从而快速去除电芯中的水分。综上，相比于现有技术，本发明的烘烤方法超快速地降低了电芯中的水含量，降低了电芯制造成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中第一主体加热板/第二主体加热板的结构示意图。

其中：1-电机，2-螺杆，3-第一主加热板，4-第二主加热板，5-第一极耳加热块，6-第二极耳加热块，7-发热体，8-安装孔，9-电芯柱体，10-电芯极耳。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例1

如图1～2所示，本实施例提供一种锂离子电池烘烤装置，包括电机1、螺杆2、第一主加热板3、第二主加热板4、第一极耳加热块5和第二极耳加热块6，螺杆2与电机1的输出端连接，第一主加热板3和第二主加热板4均套设于螺杆2上，第一极耳加热块5可调地安装于所述第一主加热板3，第二极耳加热块6可调地安装于第二主加热板4。第一主加热板3和第二主加热板4均设置有至少一块发热体7。一第一主加热板3和一第二主加热板4形成一加热组，螺杆上串联有若干加热组。第一主加热板3和第二主加热板4的边缘均对称地设置有四个安装孔8。螺杆2设置有四根，四根螺杆2分别设置于四个安装孔8。第一主加热板3和第二主加热板4均全面覆盖电芯主体9。第一极耳加热块5和第二极耳加热块6均全面覆盖电芯极耳10。

实施例2

本实施例提供一种采用实施例1的烘烤装置进行的锂离子电池烘烤方法，包括以下步骤：

步骤一，将电芯放置在第一主加热板3和第二主加热板4中间，使得电芯极耳10与第一极耳加热块5和第二极耳加热块6对齐；

步骤二，启动电机1，电机1旋转带动螺杆2旋转，推动第一主加热板3和第二主加热板4移动，第一极耳加热块5和第二极耳加热块6优先与电芯极耳10接触，随着螺杆2旋转，第一主体加热板3和第二主体加热板4均与电芯主体9接触，与此同时，第一极耳加热块5相对于第一主加热板3向上移动，第二极耳加热块6相对于第二主加热板4向下移动，使得第一极耳加热块5和第二极耳加热块6始终保持与电芯极耳10的接触状态；

步骤三，对电池所处环境抽真空至-100～-90KPa，加热10-30min后停止加热，保持3-10min后充入干燥的N₂，使电池所处环境达到常压状态，完成一个循环，重复循环5-50次，即完成对锂离子电池的烘烤。

对比例1

本对比例提供一种锂离子电池烘烤方法，包括以下步骤：

步骤一，将电芯置于真空烘箱中，

步骤二，将电芯加热至80～90℃，并保持10～20min；

步骤四，将电芯抽真空至-80～-90Kpa，并保持2～5min；

步骤五，往真空烘箱中充入干燥的氮气，使其内部处于常压状态；

步骤六，从步骤二至步骤五依次重复进行3～5次；

步骤七，停止对电芯的加热，电芯自然冷却后取出，完成烘烤。

对比例2

本对比例提供一种锂离子电池烘烤方法，包括以下步骤：

步骤一，在电芯主体的正面和背面各紧贴有一导热板，然后将其置于真空烘箱中；

步骤二，通过导热板对电芯进行加热，使电芯温度升至80～90℃，并保持10～20min；

步骤四，将电芯抽真空至-80～-90Kpa，并保持2～5min；

步骤五，往真空烘箱中充入干燥的氮气，使其内部处于常压状态；

步骤六，从步骤二至步骤五依次重复进行3～5次；

步骤七，停止导热板对电芯的加热，电芯自然冷却后取出，完成烘烤。

测得实施例2和对比例1～2烘烤后电芯的含水量及所用的烘烤时间如表1所示。

表1测试结果

由表1可以看出，实施例2的电芯含水量低于对比例1～2的电芯，而且实施例2的烘烤时间明显短于对比例1～2，这是因为本发明在电芯主体的两面设置有第一主加热板和第二主加热板，在电芯极耳的两面设置有第一极耳加热块和第二极耳加热块，而对比例1中没有设置加热板或加热块，对比例2中只在电芯主体的两面设置导热板，也就是说，相比于对比例1～2，实施例2同时对电芯主体和点芯极耳进行导热烘烤，极快速地降低电芯中的水分，提高烘烤效率。因此，本发明的烘烤装置及烘烤方法能有效加快对电芯的烘烤，降低成本。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种锂离子电池烘烤装置，其特征在于：包括电机、螺杆、第一主加热板、第二主加热板、第一极耳加热块和第二极耳加热块，所述螺杆与所述电机的输出端连接，所述第一主加热板和所述第二主加热板均套设于所述螺杆上，所述第一极耳加热块可调地安装于所述第一主加热板，所述第二极耳加热块可调地安装于所述第二主加热板。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池烘烤装置，其特征在于：所述第一主加热板和所述第二主加热板均设置有至少一块发热体。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池烘烤装置，其特征在于：一所述第一主加热板和一所述第二主加热板形成一加热组，所述螺杆上串联有若干所述加热组。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池烘烤装置，其特征在于：所述第一主加热板和所述第二主加热板的边缘均对称地设置有四个安装孔。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池烘烤装置，其特征在于：所述螺杆设置有四根，四根所述螺杆分别设置于四个所述安装孔。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池烘烤装置，其特征在于：所述第一主加热板和所述第二主加热板均全面覆盖电芯主体。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池烘烤装置，其特征在于：所述第一极耳加热块和所述第二极耳加热块均全面覆盖电芯极耳。

8.一种锂离子电池烘烤方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将电芯放置在第一主加热板和第二主加热板中间，使得电芯极耳与第一极耳加热块和第二极耳加热块对齐；

步骤二，启动电机，电机旋转带动螺杆旋转，推动第一主加热板和第二主加热板移动，第一极耳加热块和第二极耳加热块优先与极耳接触，随着螺杆旋转，第一主加热板和第二主加热板均与电芯主体接触，与此同时，第一极耳加热块相对于第一主加热板向上移动，第二极耳加热块相对于第二主加热板向下移动，使得第一极耳加热块和第二极耳加热块始终保持与电芯的接触状态；

步骤三，对电池所处环境抽真空至-100～-90KPa，加热10-30min后停止加热，保持3-10min后充入干燥的N₂，使电池所处环境达到常压状态，完成一个循环，重复循环5-50次，即完成对锂离子电池的烘烤。