CN108679941A - 一种新型锂电池真空干燥方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型锂电池真空干燥方法和设备，方法包括在锂电池灌装电解液之前，利用密闭的小空间对每个锂电池进行接触加热以促进锂电池内部水分汽化，并通过抽真空排走锂电池内部被汽化的水分，控制在2‑9小时内实现锂电池的完全干燥，所述的小空间内能容纳的锂电池数量为1‑10个。设备包括至少一个能容纳1‑10个锂电池的干燥箱，所述干燥箱内设有能促进每个锂电池内部水分汽化的加热件，所述干燥箱上还设有用于与真空泵连接的主排气接口，干燥箱的开口处设有密封盖。本发明提供的新型锂电池真空干燥方法和设备，通过在小空间内对每个锂电池进行接触加热抽真空，大大缩短真空干燥时间，起到节能增效的作用。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产领域，尤其涉及一种新型锂电池真空干燥方法和设备。
背景技术
锂电池生产过程中，在锂电池灌装电解液之前需要对其进行干燥，排除残留在锂电池内的水分，以保证灌装电解液后锂电池的产品质量。目前的锂电池干燥工艺，主要通过真空烘箱对锂电池进行整体辐射加热和整体抽真空，虽然也能实现锂电池的干燥，但它是将几十上百个锂电池放在同一个真空烘箱中加热，抽真空是通过排气管对烘箱抽真空，由于这种大型真空烘箱内部空间大，整体加热时热传导慢、耗时长且对锂电池加热不均匀，水分汽化的速度也较慢；由于锂电池的内腔需要与真空烘箱的内部空间连通才能排走汽化的水分，在抽真空时为保证真空烘箱内的汽化水分不会进入锂电池内部，抽真空时不仅需要排走锂电池内部的水分，还需要将原本存在于大型真空烘箱内的水分也一起排走，以确保锂电池的质量，然而，这会让加热和抽真空的时间很长，目前整个干燥过程需要18个小时以上。此外，在对软包锂电池进行抽真空时，虽然软包锂电池上设有使其内腔与外界连通的通孔，但由于其表面采用软性材质，导致软包锂电池气囊表面的通孔容易因气压变化而变形并出现阻塞的问题，从而让其内部的水分无法有效排出。为了提高锂电池的干燥效率，需要设计一种新的干燥方法和设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型锂电池真空干燥方法和设备，通过在小空间内对每个锂电池进行加热和抽真空，大大缩短真空干燥时间，起到节能增效的作用。
为实现上述目的，本发明提供一种新型锂电池真空干燥方法，在锂电池灌装电解液之前，利用密闭的小空间对每个锂电池进行加热以促进锂电池内部水分汽化，并通过抽真空排走锂电池内部被汽化的水分，控制在2-9小时内实现锂电池的完全干燥，所述的小空间内能容纳的锂电池数量为1-10个。
作为本发明的更进一步改进，在对每个锂电池进行抽真空时，通过让排气支管与锂电池一一对应连接并对锂电池的内部空间抽真空。
作为本发明的更进一步改进，通过控制器对小空间内锂电池的加热和抽真空进行控制，控制器通过温度传感器反馈的小空间内的温度信号来控制每个锂电池的加热过程。
为实现上述目的，本发明还提供一种新型锂电池真空干燥设备，包括至少一个能容纳1-10个锂电池的干燥箱，所述干燥箱内设有能促进每个锂电池内部水分汽化的加热件，所述干燥箱上还设有用于与真空泵连接的主排气接口，干燥箱的开口处设有密封盖。
作为本发明的进一步改进，所述干燥箱内设有一端用于与锂电池内腔连通的至少一条排气支管，排气支管的另一端与所述主排气接口连通。
作为本发明的更进一步改进，所述加热件为加热管、电加热片、电加热板或多晶硅远红外加热板的其中一种。
作为本发明的更进一步改进，包括基台，该基台上设有能通过主排气管与所述主排气接口连通的真空泵。
作为本发明的更进一步改进，包括基座，所述干燥箱设置在基座上；基台呈箱体状，所述基座上设有能将其移入或移出呈箱体状的基台内的移动机构。
作为本发明的更进一步改进，所述基台上设有控制器、操作屏和用于检测所述干燥箱内温度的温度传感器，所述真空泵、操作屏、温度传感器和加热件均与控制器连接。
有益效果
与现有技术相比，本发明的新型锂电池真空干燥方法和设备的优点为：
1、根据锂电池的大小、种类和干燥时间选择放入密闭小空间内锂电池的数量，确保数量不超过10个，将锂电池完全干燥的时间控制在2-9小时内，由于加热空间大幅减小，每个电池直接接触加热件，提高了热传导速度，加快小空间内和锂电池内部水分汽化的速度，抽真空时能快速将被汽化的水分排出，大幅缩短锂电池完全干燥的时间；此外，不能选择高温干燥，以避免过高的温度对电池造成损害，同时减少能耗，起到节能增效的作用；
2、通过让排气支管与锂电池一一对应连接并对每个锂电池的内部空间抽真空，无需对位于小空间内、锂电池外的空间的进行抽真空，减小了抽真空的空间的同时确保了锂电池内被汽化的水分能被完全抽出，进一步提高了锂电池的干燥效率，锂电池完全干燥的时间可以控制在2-6小时内；对于软包锂电池，将排气支管直接伸入软包锂电池的气囊内进行抽真空，可避免因气囊表面通气孔的堵塞而造成抽真空效果不理想的情况，提高软包锂电池排气排水的效率；
3、新型锂电池真空干燥设备包括至少一个能容纳1-10个锂电池的干燥箱，干燥箱作为容纳锂电池的所述密闭小空间，将锂电池放入干燥箱后关上密封盖即可实现干燥箱的密闭性；
4、通过控制器可实现加热件和抽真空的自动化控制，降低人工参与程度，从而减少人工成本；同时，通过温度传感器反馈的温度可实时监控干燥室内的温度，及时调节，既能避免温度过高损坏锂电池，又能确保将锂电池内水分汽化排出的效率。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1中单个干燥箱的半剖俯视图；
图2为实施例1中多个干燥箱和基座的结构示意图；
图3为实施例1中一种新型锂电池真空干燥设备的主视图；
图4为实施例1中一种新型锂电池真空干燥设备的电路原理图；
图5为实施例2中单个干燥箱的立体示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例。
实施例1
本发明的具体实施方式如图1至图4所示，一种新型锂电池真空干燥方法，在锂电池16灌装电解液之前，利用密闭的小空间对每个锂电池16进行接触加热以促进锂电池16内部水分汽化，并通过抽真空排走每个锂电池16内部被汽化的水分，控制在2-9小时内实现锂电池16的完全干燥，所述的小空间内能容纳的锂电池16数量为1-10个。当对整个小空间进行抽真空时，小空间内的锂电池16完全干燥的时间为2-9小时，相比传统工艺中整体辐射加热和整体抽真空需要的18个小时以上的时间，新方案所需的锂电池干燥时间为原来的1/2以下。
优选的，在对锂电池16进行抽真空时，通过让排气支管与锂电池16一一对应连接并对锂电池16的内部空间抽真空。
通过控制器对小空间内锂电池16的加热和抽真空进行控制，控制器通过温度传感器反馈的小空间内的温度信号来控制锂电池16的加热过程。小空间内的温度范围从0到200度，气压为正1个大气压到负1个大气压之间。
一种新型锂电池真空干燥设备，包括至少一个能容纳1-10个锂电池16的干燥箱1，所述干燥箱1内设有能促进锂电池16内部水分汽化的加热件3，所述干燥箱1上还设有用于与真空泵连接的主排气接口2，干燥箱1的开口处设有密封盖4。干燥箱1作为所述小空间来容纳锂电池16。
干燥箱1的数量可以为一个，而在本实施例中，干燥箱1的数量为12个并分成上下两层进行排列，每层布置6个干燥箱1，各干燥箱1的密封盖4均设置在其侧壁上。每个干燥箱1上均设有一个主排气接口2，主排气接口2设置在密封盖4外表面上。
所述干燥箱1内设有一端用于与锂电池16内腔连通的多条排气支管5，各排气支管5的另一端均设置在密封盖4的内表面上并与主排气接口2连通。
所述加热件3为加热管、电加热片、电加热板或多晶硅远红外加热板的其中一种。本实施例中，加热件3为电加热片并埋设在干燥箱1的内壁中，电加热片的数量为多片，每个干燥箱1的密封盖4外表面上设有与电加热片连接的供电接头6。加热件3也可以采用加热管，加热管设置在干燥箱1内，并通过向加热管内通入热水来提高干燥箱1内的温度。当加热件3为加热板时，加热板的大小可以根据具体电池的大小而定。
该新型锂电池真空干燥设备还包括基台7，该基台7上设有能通过主排气管9与主排气接口2连通的真空泵8。
该新型锂电池真空干燥设备还包括基座10，所述干燥箱1设置在基座10上；基台7呈箱体状，基台7包括内腔，所述基座10上设有能将其移入或移出基台7内腔的移动机构。移动机构可以为设置在基座10上的万向轮。而本实施例中，移动机构包括两组相适配的滑轨12和导向槽11，导向槽11设置在基座10上，滑轨12设置在基台7的内腔中。干燥箱1上的密封盖4均布置在沿滑轨12延伸方向的两侧。
所述基台7上设有控制器13、操作屏15和用于检测所述干燥箱1内温度的温度传感器14，所述真空泵8、操作屏15、温度传感器14和加热件3均与控制器13连接，电源与控制器13连接。此外，控制器13也可以连接有报警系统。温度传感器14可以设置在每个干燥箱1内。
具体使用时，采用以下步骤：
1)将基座10从基台7的内腔中拉出，打开干燥箱1的密封盖4，并根据锂电池16的大小和种类将其放入干燥箱1中，然后将排气支管5与锂电池16一一对应连接；其中，对软包锂电池，把排气支管5一端直接插入软包锂电池的气囊里面，避免了软包锂电池气囊上的通孔因变形而堵塞，确保软包锂电池气囊内被汽化的水分可以有效排出；对于方形铝壳锂电池，把排气支管5接入铝壳的出气孔；对于圆柱锂电池，把排气支管5接入圆柱盖帽出气孔；
2)关闭密封盖4，将基座10推入基台7的内腔中，将主排气管9与放有锂电池16的干燥箱1的主排气接口2连接，主排气管9与主排气接口2之间可采用快速插接的方式；将控制器13上的供电线连接至供干燥箱1的电接头6上，供电线与电接头6之间可采用快速插接的方式；
3)通过操作屏15设置加热件3的加热时间和真空泵8的工作功率，启动加热件3和真空泵8，开始对锂电池16进行真空干燥；温度传感器14实时监测干燥箱1内的温度，当温度过低或过高时，将信号反馈给控制器13，由控制器13调整加热件3的输出功率，让干燥箱1内的温度保持在适当的范围，既确保干燥过程的高效，又避免因温度过高损坏锂电池；如果干燥箱1内的温度长时间无法处于正常状范围内，报警系统发出警报，由操作人员通过急停按钮停机，或设备本身自动停机。
由于在进行锂电池干燥过程中，无需对位于小空间内、锂电池外的空间的进行抽真空，减小了抽真空的空间的同时确保了锂电池内被汽化的水分能被完全抽出，进一步提高了锂电池的干燥效率，锂电池完全干燥的时间可以控制在2-6小时内。相比传统工艺中整体辐射加热和整体抽真空需要的18个小时以上的时间，新方案所需的锂电池干燥时间为原来的1/3以下。
实施例2
如图5所示，与实施例1的不同之处在于，加热件3为圆弧形加热板，该加热板的截面弯曲成优弧状并设置在干燥箱1内。使用时，可以将圆柱状锂电池放置于圆弧形加热板形成的圆柱状空间内，加热时锂电池16的受热更均匀。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
Claims (9)
1.一种新型锂电池真空干燥方法，其特征在于，在锂电池灌装电解液之前，利用密闭的小空间对每个锂电池进行接触加热以促进锂电池内部水分汽化，并通过抽真空排走每个锂电池内部被汽化的水分，控制在2-9小时内实现锂电池的完全干燥，所述的小空间内能容纳的锂电池数量为1-10个。
2.根据权利要求2所述的一种新型锂电池真空干燥方法，其特征在于，在对每个锂电池进行抽真空时，通过让排气支管与锂电池一一对应连接并对锂电池的内部空间抽真空。
3.根据权利要求2所述的一种新型锂电池真空干燥方法，其特征在于，通过控制器对小空间内每个锂电池的加热和抽真空进行控制，控制器通过温度传感器反馈的小空间内的温度信号来控制锂电池的加热过程。
4.采用权利要求1至3所述的新型锂电池真空干燥方法的一种新型锂电池真空干燥设备，其特征在于，包括至少一个能容纳1-10个锂电池的干燥箱(1)，所述干燥箱(1)内设有能促进每个锂电池内部水分汽化的加热件(3)，所述干燥箱(1)上还设有用于与真空泵连接的主排气接口(2)，干燥箱(1)的开口处设有密封盖(4)。
5.根据权利要求4所述的一种新型锂电池真空干燥设备，其特征在于，所述干燥箱(1)内设有一端用于与每个锂电池内腔连通的至少一条排气支管(5)，排气支管(5)的另一端与所述主排气接口(2)连通。
6.根据权利要求4或5所述的一种新型锂电池真空干燥设备，其特征在于，所述加热件(3)为加热管、电加热片、电加热板或多晶硅远红外加热板的其中一种。
7.根据权利要求4或5所述的一种新型锂电池真空干燥设备，其特征在于，包括基台(7)，该基台(7)上设有能通过主排气管(9)与所述主排气接口(2)连通的真空泵(8)。
8.根据权利要求7所述的一种新型锂电池真空干燥设备，其特征在于，包括基座(10)，所述干燥箱(1)设置在基座(10)上；基台(7)呈箱体状，所述基座(10)上设有能将其移入或移出呈箱体状的基台(7)内的移动机构。
9.根据权利要求7所述的一种新型锂电池真空干燥设备，其特征在于，所述基台(7)上设有控制器(13)、操作屏(15)和用于检测所述干燥箱(1)内温度的温度传感器(14)，所述真空泵(8)、操作屏(15)、温度传感器(14)和加热件(3)均与控制器(13)连接。
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