CN109489347A - 一种真空干燥锂电池的专用治具 - Google Patents

Abstract

一种真空干燥锂电池的专用治具，包括:架体，包括支撑框架和加热板导向组件，支撑框架上设有用于放置电池的凹腔；所述加热板导向组件安装在凹腔内，并引导加热装置沿支撑框架的轴向滑动；加热装置，设置在凹腔内，加热装置通过加热板导向组件与架体的支撑框架滑动连接，加热装置设有若干用于容纳卡住电池并对电池进行加热的电池加热格挡以及间距调节组件，所述电池加热格挡之间通过间距调节组件相连接，实现电池加热格挡之间间距的联动调整；加热装置推动装置，包括传动丝杆组件和推动组件；以及控制装置，包括供电PCB板、加热PCB板以及位置感应器。本发明的有益效果是：加热均匀性好，减小了热传导，使加热板温度更加均匀与稳定。

Description

一种真空干燥锂电池的专用治具

技术领域

本发明涉及一种真空干燥锂电池的专用治具。

背景技术

随着常规能源资源的日益枯竭以及大量利用化石能源带来的一系列环境问题，还有电子产品的快速发展，锂电池行业拥有广袤的发展空间。目前，锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、路灯备用电源、航灯、家用小电器上，而且正在开发的大容量锂电池已经在电动汽车中开始试用，预计将成为21世纪电动汽车的的主要动力来源之一，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。因此现在对锂电池的生产质量要求越来越高，而锂电池的干燥工艺是锂电池生产过程中不可缺失的一环，如何提高锂电池的干燥质量就是一项值得研究的课题。

目前，锂电池的干燥方式主要有热辐射加热、热风加热和接触式加热几种，相比于热辐射加热和热风加热，接触式加热的加热均匀性好，烘烤周期短，耗能小，目前已成为锂电池行业的主流烘干工艺。传统的锂电池接触式加热是在空气中进行的，空气中加热板热辐射严重，导致温度均匀性不高，同一加热面温度差别超过5摄氏度，导致电池干燥效果区别比较大，质量无法保证。

发明内容

本发明的内容在于提供一种接触式真空干燥锂电池专用治具，能够最大限度的保证加热板的温度均匀性和可靠性，并且能够适应不同厚度的锂电池的干燥工艺。

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

本发明所述的一种真空干燥锂电池的专用治具，其特征在于：包括

架体，包括支撑框架和加热板导向组件，所述支撑框架上设有用于放置电池的凹腔；所述加热板导向组件安装在凹腔内，用于安装加热装置，并引导加热装置沿支撑框架的轴向滑动；

加热装置，设置在凹腔内，加热装置通过加热板导向组件与架体的支撑框架滑动连接，并且加热装置设有若干用于容纳卡住电池并对电池进行加热的电池加热格挡以及用于调整电池加热格挡沿架体轴向的宽度的间距调节组件，所述电池加热格挡之间通过间距调节组件相连接，实现电池加热格挡之间间距的联动调整；

加热装置推动装置，包括传动丝杆组件和推动组件，其中传动丝杆组件嵌装在架体支撑框架一端部，二者转动连接；传动丝杆组件中的传动丝杆的外端设有与外部驱动设备或者直接施力的连接部，内端伸入凹腔后配装可沿传动丝杆轴向往复运动的推动组件，推动组件的推动面与加热装置同侧的轴向端部固接，用于推动加热装置沿加热板导向组件轴向滑动以调整电池加热格挡的宽度；

以及控制装置，包括供电PCB板、加热信号PCB板以及位置感应器，供电PCB板、加热信号PCB板均安装在支撑框架底部，并且供电PCB板、加热信号PCB板的外端面排列设置若干用于与外层探针接触的接触块，供电PCB板、加热信号PCB板的信号输入端分别通过硬纸板连接器与接触块接触连接，供电PCB板设有若干用于与加热装置输电端电连接的供电端，用于向加热装置供电；加热信号PCB板设有若干用于与加热装置控制端电连接的的信号输出端，用于控制加热装置对夹在电池加热格挡内的电池进行加热；所述位置感应器设置在加热装置推动装置的侧面，所述位置感应器的信号输出端与所述供电PCB板的信号输出入电连接，用于检测电池加热格挡内的电池是否到位。

所述支撑框架包括底板、前支撑板和后支撑板，所述前支撑板、所述后支撑板分别安装在底板相对的左、右两端部，并且保持前支撑板和后支撑板相对布置且均与底板保持垂直，共同与底板围成用于放置电池的凹腔。

所述加热板导向组件包括多根支撑板连接光轴、套接在支撑板连接光轴上的电池侧面加热板连接块、用于隔热的导向轴套、用于相邻两电池侧面加热板连接块最大轴向距离的链条以及用于固定链条的链条固定块，所述支撑板连接光轴分为两组，分列于底板的前、后两侧，并保持支撑板连接光轴沿底板轴向设置，所述支撑板连接光轴两端分别与所述前支撑板、所述后支撑板相对的端部相连；所述电池侧面加热板连接块中心通孔处配装用于套在支撑板连接光轴上并隔热的导向轴套，外侧面上设有用于固定链条的链条固定块；每根支撑板连接光轴上套接若干个电池侧面加热板连接块，并保持电池侧面加热板连接块与支撑板连接光轴滑动连接，同一根支撑板连接光轴上的电池侧面加热板连接块通过同一根链条相互连接，用于限制电池侧面加热板连接块之间的轴向最大距离。

所述加热装置包括若干块加热板、隔热板、电池底面支撑板以及电池限位块，所述加热板相对平行布置，且每块加热板的两端部分别与套接在两组支撑板连接光轴上的电池侧面加热板连接块固接，实现加热板与支撑板连接光轴之间的滑动连接，相邻两加热板之间留有作为电池加热格挡的间隙，用于放置并夹紧电池以对其加热；电池加热格挡底部固装用于支撑在电池底面上的电池底面支撑板；端部的两块加热板外端面固装隔热板，用于防止加热板的热量传递到支撑框架上以保证温度的稳定性；所述电池限位块安装在位于电池加热格挡下方的电池底面支撑板上，用于限定电池在电池加热格挡中的位置。

所述传动丝杆组件包括传动丝杠、丝杠支撑座组件、防尘盖安装座、防粉尘盖和衬套，所述前支撑板上嵌装丝杠支撑座组件；所述防尘盖安装座内腔同轴安装一可绕其自身中心轴旋转的衬套，一端与前支撑板相连，另一端部配装防尘粉盖，共同防尘盖安装座、衬套以及端部的防尘粉盖围成防尘腔；所述传动丝杆一端与前支撑板转动连接，另一端伸入防尘腔后与推动组件的螺母组件螺接，使得推动组件沿传动丝杆轴向往复运动。

所述推动组件包括加热板推板、安装板和螺母组件，所述加热板推板的推动面安装在靠近前支撑板一侧的加热板外端面上，二者之间夹装隔热板；所述加热板推板的外端面固装安装板，安装板固装在防粉尘盖外端面；螺母组件设置在防尘腔内部，其内螺纹孔与传动丝杆的外螺纹螺接，外壁与衬套固接，使得加热板推板在传动丝杆的推动下沿传动丝杆轴向直线往复运行。

所述安装板与前支撑板之间增设限位杆，其中限位杆的一端与安装板固接，用于限制推板组件的安装板向治具前支撑板方向的极限运动距离，即安装板与前支撑板之间的最小距离。

所述供电PCB板、加热信号PCB板边缘设有硬纸板绝缘隔条，用于实现板体与支撑框架之间的绝缘；所述接触块为紫铜材料，作为治具的通电接头。

所述加热板、电池底面支撑板均为铝材制成，且加热板表面贴覆高温布，板体上还设有温度传感器，其中温度传感器的信号输出端与所述加热信号PCB板的信号输入端信号连接，用于检测电池侧面加热板是否处于正常工作状态。

本发明的有益效果是：本真空干燥箱治具由于采用了上述技术，对电池进行侧面和底部同步进行加热，使得锂电池的加热均匀性更好。而且在真空减小热辐射的同时，对治具加热板采用绝缘隔热材料又减小了热传导，使加热板温度更加均匀与稳定，在恒温、真空状态下，使电芯内的水分快速气化溢出，既减小了能源耗损，又能保证锂电池的干燥效果。

附图说明

图1为本发明的真空干燥锂电池专用治具等轴测视图；

图2为本发明的真空干燥锂电池专用治具俯视结构图；

图3为本发明的真空干燥锂电池专用治具主视结构图；

图4为本发明的真空干燥锂电池专用治具仰视结构图；

图5为本发明的加热板主视图；

图6为本发明的加热板仰视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明

参照附图：

实施例1本发明所述的一种真空干燥锂电池的专用治具，包括

架体1，包括支撑框架11和加热板导向组件12，所述支撑框架11上设有用于放置电池的凹腔；所述加热板导向组件12安装在凹腔内，用于安装加热装置，并引导加热装置2沿支撑框架11的轴向滑动；

加热装置2，设置在凹腔内，加热装置2通过加热板导向组件12与架体的支撑框架11滑动连接，并且加热装置2设有若干用于容纳卡住电池5并对电池进行加热的电池加热格挡21以及用于调整电池加热格挡沿架体轴向的宽度的间距调节组件22，所述电池加热格挡21之间通过间距调节组件22相连接，实现电池加热格挡21之间间距的联动调整；

加热装置推动装置3，包括传动丝杆组件31和推动组件32，其中传动丝杆组件31嵌装在架体支撑框架11一端部，二者转动连接；传动丝杆组件31中的传动丝杆的外端设有与外部驱动设备或者直接施力的连接部，内端伸入凹腔后配装可沿传动丝杆轴向往复运动的推动组件32，推动组件32的推动面与加热装置2同侧的轴向端部固接，用于推动加热装置2沿加热板导向组件12轴向滑动以调整电池加热格挡21的宽度；

以及控制装置4，包括供电PCB板41、加热信号PCB板42以及位置感应器43，供电PCB板41、加热信号PCB板42均安装在支撑框架11底部，并且供电PCB板41、加热信号PCB板42的外端面排列设置若干用于与外层探针接触的接触块43，供电PCB板41、加热信号PCB板42的信号输入端分别通过硬纸板连接器与接触块43接触连接，供电PCB板42设有若干用于与加热装置2输电端电连接的供电端，用于向加热装置供电；加热信号PCB板42设有若干用于与加热装置控制端电连接的的信号输出端，用于控制加热装置对夹在电池加热格挡21内的电池5进行加热；所述位置感应器43设置在加热装置推动装置2的侧面，所述位置感应器43的信号输出端与所述供电PCB板42的信号输出入电连接，用于检测电池加热格挡21内的电池是否到位。

所述支撑框架11包括底板111、前支撑板112和后支撑板113，所述前支撑板112、所述后支撑板113分别安装在底板111相对的左、右两端部，并且保持前支撑板112和后支撑板113相对布置且均与底板保持垂直，共同与底板111围成用于放置电池的凹腔。

所述加热板导向组件12包括多根支撑板连接光轴121、套接在支撑板连接光轴上的电池侧面加热板连接块122、用于隔热的导向轴套123、用于相邻两电池侧面加热板连接块最大轴向距离的链条124以及用于固定链条的链条固定块125，所述支撑板连接光轴121分为两组，分列于底板111的前、后两侧，并保持支撑板连接光轴121沿底板111轴向设置，所述支撑板连接光轴121两端分别与所述前支撑板1、所述后支撑板相对的端部相连；所述电池侧面加热板连接块122中心通孔处配装用于套在支撑板连接光轴上并隔热的导向轴套123，外侧面上设有用于固定链条124的链条固定块125；每根支撑板连接光轴121上套接若干个电池侧面加热板连接块122，并保持电池侧面加热板连接块122与支撑板连接光轴121滑动连接，同一根支撑板连接光轴121上的电池侧面加热板连接块122通过同一根链条124相互连接，用于限制电池侧面加热板连接块122之间的轴向最大距离。

所述加热装置2包括若干块加热板21、隔热板22、电池底面支撑板23以及电池限位块，所述加热板21相对平行布置，且每块加热板21的两端部分别与套接在两组支撑板连接光轴121上的电池侧面加热板连接块122固接，实现加热板21与支撑板连接光轴121之间的滑动连接，相邻两加热板21之间留有作为电池加热格挡21的间隙，用于放置并夹紧电池5以对其加热；电池加热格挡21底部固装用于支撑在电池底面上的电池底面支撑板23；端部的两块加热板外端面固装隔热板22，用于防止加热板21的热量传递到支撑框架上以保证温度的稳定性；所述电池限位块安装在位于电池加热格挡21下方的电池底面支撑板23上，用于限定电池在电池加热格挡21中的位置。

所述传动丝杆组件31包括传动丝杠311、丝杠支撑座组件312、防尘盖安装座313、防粉尘盖314和衬套，所述前支撑板112上嵌装丝杠支撑座组件312；所述防尘盖安装座313内腔同轴安装一可绕其自身中心轴旋转的衬套，一端与前支撑板相连，另一端部配装防尘粉盖314，共同防尘盖安装座、衬套以及端部的防尘粉盖围成防尘腔；所述传动丝杆311一端与前支撑板转动连接，另一端伸入防尘腔后与推动组件32的螺母组件螺接，使得推动组件32沿传动丝杆311轴向往复运动。

所述推动组件32包括加热板推板321、安装板322和螺母组件，所述加热板推板321的推动面安装在靠近前支撑板112一侧的加热板21外端面上，二者之间夹装隔热板；所述加热板推板321的外端面固装安装板322，安装板322固装在防粉尘盖314外端面；螺母组件设置在防尘腔内部，其内螺纹孔与传动丝杆311的外螺纹螺接，外壁与衬套固接，使得加热板推板321在传动丝杆311的推动下沿传动丝杆轴向直线往复运行。

所述安装板322与前支撑板112之间增设限位杆323，其中限位杆323的一端与安装板322固接，用于限制推板组件32的安装板322向治具前支撑板112方向的极限运动距离，即安装板322与前支撑板112之间的最小距离。

所述供电PCB板41、加热信号PCB板42边缘设有硬纸板绝缘隔条43，用于实现板体与支撑框架11之间的绝缘；所述接触块43为紫铜材料，作为治具的通电接头。

所述加热板21、电池底面支撑板23均为铝材制成，且加热板表面贴覆高温布，板体上还设有温度传感器211，其中温度传感器的信号输出端与所述加热信号PCB板的信号输入端信号连接，用于检测电池侧面加热板是否处于正常工作状态。

实施例2本发明所述的一种真空干燥锂电池的专用治具中：加热装置、加热装置推动装置以及控制装置都是安装在治具的架体上的，通过相互之间的协作，完成电池的安放、夹紧、干燥、取出等工作。

所述的加热装置不与治具的架体直接接触，间接接触的地方安装有隔热塑料，可以有效的防止加热板在真空条件下通过热传导的方式散失热量，从而有效的保证散热板的温度均匀性与稳定性。

传动丝杆为梯形丝杆，安装部为T型，方便施力。

所述的架体的前支撑板上安装有防尘盖安装座，该部件套装在梯形丝杆位于凹腔内的部分，端部防粉尘盖中还安装有密封圈，其主要作用就是防止梯形丝杆运动过程中产生的粉尘进入电池烘干区域，影响电池的生产质量。

所述的加热板安装在加热板导向组件中，电池侧面加热板连接块不是采用常规的金属板块衔接，而是采用链条连接，通过链条的节距来控制加热板移动的最大间距，可以有效的控制加热板的移动距离。

每一个加热板除了连接供电电源外，还安装了温度采集器，能够让我们及时准确的了解加热板的工作温度；

所述的加热板采用铝材制作而成，而且加热表面还需贴上高温布，不仅具有良好的导热性能、不粘贴电芯且避免电池夹持、移取、干燥过程中打皱、损伤、污染。

所述的加热装置前、后两端的端面上均安装有隔热板，保证加热板与电池排布组件与架体之间的隔热与绝缘性；电池底面撑板材质也是铝材，与加热板直接接触且用螺栓连接固定，对电池底部也具有加热效果，使电池的烘干效果更佳。

实施例3如图1-图6所示，所述的支撑框架中：底板起支撑安装作用，前支撑板与后支撑板与底板垂直安装，用于安装前后支撑板连接光轴，并对电池侧面进行加热的加热板进行一个轴向限位。加热信号PCB板与供电PCB板安装与底板上，为治具的正常工作提供电源和反馈信号。

如图1-图6所示，所述的加热板导向组件中：支撑板连接光轴起到支撑电池侧面加热板连接块的作用，限制电池侧面加热板连接块只能沿光轴轴向方向运动。导向轴套起隔热绝缘作用，链条则是起到限制电池侧面加热板连接块轴向位移的作用，防止连接块之间的距离过大。

如图1-图6所示，所述的加热装置中：加热板为6061铝材，表面贴有高温布，同时板上还装有温度采集装置，与加热信号PCB板连接反馈信号，用于检测电池侧面加热板是否处于正常工作状态；隔热板用于绝缘隔热，防止加热板的热量传导至加热板推板组件。

如图1-图6所示，所述的推板组件中：限位杆的作用是限制加热板推板组件向治具前支撑板方向的极限运动距离，加热板推板与丝杠螺母同步运动，从而推动加热板轴向运动。

如图1-图6所示，所述的控制装置中：加热信号PCB板用于控制加热板对电池侧面进行加热，而供电PCB板用于向加热板供电，接触块的作用是与外层探针接触，进而传递电流以及信号。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (9)

1.一种真空干燥锂电池的专用治具，其特征在于：包括

架体，包括支撑框架和加热板导向组件，所述支撑框架上设有用于放置电池的凹腔；所述加热板导向组件安装在凹腔内，用于安装加热装置，并引导加热装置沿支撑框架的轴向滑动；

加热装置，设置在凹腔内，加热装置通过加热板导向组件与架体的支撑框架滑动连接，并且加热装置设有若干用于容纳卡住电池并对电池进行加热的电池加热格挡以及用于调整电池加热格挡沿架体轴向的宽度的间距调节组件，所述电池加热格挡之间通过间距调节组件相连接，实现电池加热格挡之间间距的联动调整；

加热装置推动装置，包括传动丝杆组件和推动组件，其中传动丝杆组件嵌装在架体支撑框架一端部，二者转动连接；传动丝杆组件中的传动丝杆的外端设有与外部驱动设备或者直接施力的连接部，内端伸入凹腔后配装可沿传动丝杆轴向往复运动的推动组件，推动组件的推动面与加热装置同侧的轴向端部固接，用于推动加热装置沿加热板导向组件轴向滑动以调整电池加热格挡的宽度；

以及控制装置，包括供电PCB板、加热信号PCB板以及位置感应器，供电PCB板、加热信号PCB板均安装在支撑框架底部，并且供电PCB板、加热信号PCB板的外端面排列设置若干用于与外层探针接触的接触块，供电PCB板、加热信号PCB板的信号输入端分别通过硬纸板连接器与接触块接触连接，供电PCB板设有若干用于与加热装置输电端电连接的供电端，用于向加热装置供电；加热信号PCB板设有若干用于与加热装置控制端电连接的的信号输出端，用于控制加热装置对夹在电池加热格挡内的电池进行加热；所述位置感应器设置在加热装置推动装置的侧面，所述位置感应器的信号输出端与所述供电PCB板的信号输出入电连接，用于检测电池加热格挡内的电池是否到位。

2.如权利要求1所述的一种真空干燥锂电池的专用治具，其特征在于：所述支撑框架包括底板、前支撑板和后支撑板，所述前支撑板、所述后支撑板分别安装在底板相对的左、右两端部，并且保持前支撑板和后支撑板相对布置且均与底板保持垂直，共同与底板围成用于放置电池的凹腔。

3.如权利要求1所述的一种真空干燥锂电池的专用治具，其特征在于：所述加热板导向组件包括多根支撑板连接光轴、套接在支撑板连接光轴上的电池侧面加热板连接块、用于隔热的导向轴套、用于相邻两电池侧面加热板连接块最大轴向距离的链条以及用于固定链条的链条固定块，所述支撑板连接光轴分为两组，分列于底板的前、后两侧，并保持支撑板连接光轴沿底板轴向设置，所述支撑板连接光轴两端分别与所述前支撑板、所述后支撑板相对的端部相连；所述电池侧面加热板连接块中心通孔处配装用于套在支撑板连接光轴上并隔热的导向轴套，外侧面上设有用于固定链条的链条固定块；每根支撑板连接光轴上套接若干个电池侧面加热板连接块，并保持电池侧面加热板连接块与支撑板连接光轴滑动连接，同一根支撑板连接光轴上的电池侧面加热板连接块通过同一根链条相互连接，用于限制电池侧面加热板连接块之间的轴向最大距离。

4.如权利要求1所述的一种真空干燥锂电池的专用治具，其特征在于：所述加热装置包括若干块加热板、隔热板、电池底面支撑板以及电池限位块，所述加热板相对平行布置，且每块加热板的两端部分别与套接在两组支撑板连接光轴上的电池侧面加热板连接块固接，实现加热板与支撑板连接光轴之间的滑动连接，相邻两加热板之间留有作为电池加热格挡的间隙，用于放置并夹紧电池以对其加热；电池加热格挡底部固装用于支撑在电池底面上的电池底面支撑板；端部的两块加热板外端面固装隔热板，用于防止加热板的热量传递到支撑框架上以保证温度的稳定性；所述电池限位块安装在位于电池加热格挡下方的电池底面支撑板上，用于限定电池在电池加热格挡中的位置。

5.如权利要求1所述的一种真空干燥锂电池的专用治具，其特征在于：所述传动丝杆组件包括传动丝杠、丝杠支撑座组件、防尘盖安装座、防粉尘盖和衬套，所述前支撑板上嵌装丝杠支撑座组件；所述防尘盖安装座内腔同轴安装一可绕其自身中心轴旋转的衬套，一端与前支撑板相连，另一端部配装防尘粉盖，共同防尘盖安装座、衬套以及端部的防尘粉盖围成防尘腔；所述传动丝杆一端与前支撑板转动连接，另一端伸入防尘腔后与推动组件的螺母组件螺接，使得推动组件沿传动丝杆轴向往复运动。

6.如权利要求1所述的一种真空干燥锂电池的专用治具，其特征在于：所述推动组件包括加热板推板、安装板和螺母组件，所述加热板推板的推动面安装在靠近前支撑板一侧的加热板外端面上，二者之间夹装隔热板；所述加热板推板的外端面固装安装板，安装板固装在防粉尘盖外端面；螺母组件设置在防尘腔内部，其内螺纹孔与传动丝杆的外螺纹螺接，外壁与衬套固接，使得加热板推板在传动丝杆的推动下沿传动丝杆轴向直线往复运行。

7.如权利要求5所述的一种真空干燥锂电池的专用治具，其特征在于：所述安装板与前支撑板之间增设限位杆，其中限位杆的一端与安装板固接，用于限制推板组件的安装板向治具前支撑板方向的极限运动距离，即安装板与前支撑板之间的最小距离。

8.如权利要求1所述的一种真空干燥锂电池的专用治具，其特征在于：所述供电PCB板、加热信号PCB板边缘设有硬纸板绝缘隔条，用于实现板体与支撑框架之间的绝缘；所述接触块为紫铜材料，作为治具的通电接头。

9.如权利要求1所述的一种真空干燥锂电池的专用治具，其特征在于：所述加热板、电池底面支撑板均为铝材制成，且加热板表面贴覆高温布，板体上还设有温度传感器，其中温度传感器的信号输出端与所述加热信号PCB板的信号输入端信号连接，用于检测电池侧面加热板是否处于正常工作状态。