CN109682174A - 一种极片干燥箱以及极片干燥设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂电池制造技术领域，尤其是指一种极片干燥箱，其包括设有内腔的无盖箱体和用于封闭箱体的箱门，箱体设有用于对内腔抽真空的真空管，箱体包括内壳和外壳，内壳和外壳之间设有间隙以形成用于容纳高温流体的加热腔，外壳设有与加热腔相通的输入管和输出管。极片干燥箱加热更加均匀和稳定，对极片干燥更加彻底。本发明还提供一种极片干燥设备，包括底座，底座设有多个上述极片干燥箱，底座设有与每个极片干燥箱的真空管相连通的抽真空机构。相较于一个较大的干燥箱干燥极片，采用在每个极片干燥箱放置一定数量的极片进行干燥，可以干燥更多的极片，占地面积小，干燥效率较高，且在干燥时不易造成由于极片积压干燥不彻底的现象。

Description

一种极片干燥箱以及极片干燥设备
技术领域
本发明涉及锂电池制造技术领域，尤其是指一种极片干燥箱以及极片干燥设备。
背景技术
“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N.Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
目前，在锂电池极片的生产制造过程中，对于锂电池极片的干燥一般采用擦拭或者烘烤的方法去除锂电池极片表面的水分；采用擦拭的方法虽然简单方便，但是，锂电池极片表面往往还会残留一部分水分，可能导致电芯胀气或者变形；而对于采用烘烤的方式，锂电池极片的受热温度需要达到250℃，同时由于锂电池极片较多，在烘烤时无法保证可以对所有极片每一块裸露的部位进行加热，存在着干燥不均匀的现象，干燥效率也较低，且浪费能源，干燥成本较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种极片干燥箱，本装置具有对极片干燥彻底，干燥效率高的特点。
本发明的另一目的在于提供一种极片干燥设备，本装置具有对极片干燥均匀且质量高，干燥速率快，节约能源成本较低的特点
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种极片干燥箱，其包括设有内腔的无盖箱体和用于封闭箱体的箱门，所述箱体设有用于对内腔抽真空的真空管；所述箱体包括内壳和外壳，所述内壳和外壳之间设有间隙以形成用于容纳高温流体的加热腔，所述外壳设有与加热腔相通的输入管和输出管，所述输入管用于将外界高温流体输入加热腔，所述输出管用于排出加热腔内的流体。
进一步地，所述内壳由多个导热板构成，所述外壳的外壁设有隔热层。
进一步地，所述箱体的无盖端设有密封圈，所述箱门封闭箱体时与所述密封圈抵接配合。
进一步地，所述箱体的无盖端设有若干定位柱，所述箱门上开设有与定位柱插接配合的定位孔。
为了实现另一目的，本发明采用如下技术方案：
一种极片干燥设备，其包括底座，所述底座设有多个上述的极片干燥箱，所述底座设有与每个极片干燥箱的真空管相连通的抽真空机构。
进一步地，所述抽真空机构包括低真空泵以及与低真空泵相连通的低真空储气罐、高真空泵以及与高真空泵相连通的高真空储气罐，所述低真空罐设有多个与每个极片干燥箱的真空管相连通的低压管道，所述低压管道设有低真空阀；所述高真空罐设有多个与每个极片干燥箱的真空管相连通的高压管道，所述高压管道设有高真空阀。
进一步地，每个所述极片干燥箱的真空管还设有泄压管，所述泄压管上设有泄压阀。
进一步地，所述底座上还设置有分别与每个极片干燥箱的低真空阀和高真空阀电连接的控制器，每个所述极片干燥箱设置有压强传感器，每个所述压强传感器均与控制器电连接；
所述压强传感器用于检测极片干燥箱内的压强，当其中一个极片干燥箱的压强大于第一预定值时，位于该极片干燥箱内的压强传感器输出第一信号，当该极片干燥箱的压强小于第一预定值且大于第二预定值时，该压强传感器输出第二信号，当该极片干燥箱的压强小于第二预定值时，该压强传感器输出第三信号；
所述控制器用于控制每个极片干燥箱的低真空阀和高真空阀的打开和关闭，当控制器接收到第一信号时，所述控制器控制该极片干燥箱的高真空阀关闭、低真空阀打开，当控制器接收到第二信号时，所述控制器控制该极片干燥箱的高真空阀打开、低真空阀关闭，当控制器接收到第三信号时，所述控制器控制该极片干燥箱的高真空阀关闭、低真空阀关闭。
进一步地，所述底座设有与控制器电连接的计时器，每个所述极片干燥箱的泄压阀与控制器电连接，当计时器达到第三预定值时输出第四信号，所述控制器控制所有极片干燥箱的高真空阀与低真空阀关闭以及所有极片干燥箱的泄压阀打开。
本发明的有益效果：
其一，极片干燥箱设置有内壳和外壳，内壳和外壳之间设有间隙以形成用于容纳高温流体的加热腔，外壳设有与加热腔相通的输入管和输出管，输入管用于将外界高温流体输入加热腔，输出管用于排出加热腔内的流体，对极片干燥箱集中加热，加热更加均匀，利于干燥极片，同时对极片干燥箱抽真空，可以对极片干燥更加彻底；
其二，极片干燥设备设置有多个极片干燥箱，相较于一个较大的干燥箱干燥极片，采用在每个极片干燥箱放置一定数量的极片进行干燥，在所占空间相同的情况下，该设备可以干燥更多数量的极片，干燥效率较高，且在干燥时不易造成由于极片积压干燥不彻底的现象；
其三，底座上还设置有分别与每个极片干燥箱的低真空阀和高真空阀电连接的控制器，每个极片干燥箱设置有压强传感器，每个压强传感器分别与控制器电连接，压强传感器用于检测极片干燥箱内的压强，控制器用于控制每个极片干燥箱的低真空阀和高真空阀的打开和关闭，极片干燥设备采用控制器自动控制，控制简单，提高了极片干燥设备的自动化水平，减少了人工操作，节约了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明极片干燥设备的立体结构示意图；
图2为本发明极片干燥箱的立体结构示意图；
图3为本发明极片干燥箱的爆炸结构示意图；
图4为图3中A处的放大结构示意图；
图5为为本发明极片干燥设备的其中一个极片干燥箱的压强传感器、计时器、低真空阀、高真空阀、泄压阀和控制器之间的电连接关系示意图。
附图标记说明：100、底座；110、安装架；120、万向轮；130、支撑脚；200、极片干燥箱；210、箱体；211、内壳；212、外壳；213、定位柱；214、支撑杆；215、密封圈；220、箱门；221、定位孔；222、滚轮；230、真空管；240、输入管；250、输出管；300、抽真空机构；310、低真空泵；320、低真空储气罐；330、高真空泵；340、高真空储气罐；350、低压管道；360、高压管道；370、低真空阀；380、高真空阀；400、泄压管；410、泄压阀；510、控制器；520、压强传感器；530、计时器。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
如图1所示，本发明提供的一种极片干燥设备，其包括底座100，所述底座100设有多个极片干燥箱200以及用于对极片干燥箱200进行抽真空的抽真空机构300，极片干燥箱200包括设有内腔(图中没有标注)的无盖箱体210和用于封闭箱体210的箱门220，每个极片干燥箱200设有与内腔相通的真空管230，真空管230与抽真空机构300相连通。干燥时，将锂电池极片放置到极片干燥箱200，然后关闭箱门220，抽真空机构300对极片干燥箱200进行抽真空，加热极片干燥箱200以使内腔到达指定温度，内腔中极片上的水分即开始蒸发并随抽真空逐渐抽走。采用真空干燥的方式，对极片干燥彻底且干燥质量高，不易使锂电池的电芯胀气或者变形；同时，相较于一个较大的干燥箱干燥极片，采用在每个极片干燥箱200放置一定数量的极片进行干燥，在所占空间相同的情况下，该设备可以干燥更多数量的极片，干燥效率较高，且在干燥时不易造成由于极片积压干燥不彻底的现象。
如图1和图2所示，底座100上设有用于固定多个极片干燥箱200的安装架110，多个极片干燥箱200呈矩形阵列固定于安装架110上，这样可以节约多个极片干燥箱200所占用的空间。可以方便往极片干燥箱200内放置锂电池极片，所有极片干燥箱200的无盖端均朝向水平方向设置，且所有极片干燥箱200的无盖端朝向相同。真空管230位于极片干燥箱200与无盖端相对的侧面上，这样可以减小相邻极片干燥箱200之间的间隙，在安装架110上安装更多极片干燥箱200，提高安装架110的使用率，进而提高极片干燥效率。
优选地，结合图3和图4，所述箱体210的无盖端设有若干定位柱213，所述箱门220上开设有与定位柱213插接配合的定位孔221。具体地，箱体210的无盖端设置有两个定位柱213，两个定位柱213靠近箱体210无盖端的上侧，且两个定位柱213倾斜向上设置，箱门220上开设有两个定位孔221，当把箱门220的两个定位孔221插到定位柱213时，箱门220在自身重力的作用下可以沿定位柱213滑动直至与箱体210的无盖端抵接，当箱门220抵接箱体210的无盖端时，箱门220可以完全封闭箱体210的无盖端。为了利于箱门220滑动，箱门220的定位孔221内均转动设置有一个滚轮222，滚轮222可以减小定位孔221侧壁与定位柱213之间的摩擦力，方便箱门220滑动。
优选地，为了提高箱门220和箱体210之间的密封性能，所述箱体210的无盖端嵌设有密封圈215，这里的密封圈215可以采用橡胶圈，所述箱门220封闭箱体210时与所述密封圈215抵接配合，极片干燥箱200不易漏气。当箱门220顺着定位柱213滑动抵接箱体210无盖端后，抽真空机构300启动对内腔抽真空，内腔内的压强小于外界压强，这时箱门220可以抵紧箱体210无盖端。
如图2和图3所示，所述箱体210包括内壳211和外壳212，所述内壳211和外壳212之间设有间隙以形成用于容纳高温流体的加热腔(图中没有标注)，所述外壳212设有与加热腔相通的输入管240和输出管250，所述输入管240用于将外界高温流体输入加热腔，所述输出管250用于排出加热腔内的流体。具体地，每个极片干燥箱200均设有两个输入管240和两个输出管250，两个输入管240和两个输出管250均位于极片干燥箱200与无盖端相对的侧面上，两个输入管240和两个输出管250分别位于该侧面的对角上，这样可以使高温流体充分在加热腔流动，有利于加热内腔。这里采用模温机加热油通入加热腔对极片干燥箱200进行加热，模温机可以精确控制油温且油温调节范围大，进而有助于控制极片干燥箱200的温度，利于干燥极片。
优选地，所述内壳211由多个导热板构成(图中没有标注)，这里可以采用铝合金板，导热效率高，不易被腐蚀。所述外壳212的外壁设有隔热层(图中没有标注)，这里的隔热层可以采用复合硅酸镁铝隔热涂料。
优选地，为了使极片干燥得更彻底，内壳211内壁的下侧面上海设有有两个支撑杆214，支撑杆214可以避免极片放置到内腔后与内壳211的下侧面抵接在一起，不利于干燥。
如图1和图2所示，所述抽真空机构300包括低真空泵310以及与低真空泵310相连通的低真空储气罐320、高真空泵330以及与高真空泵330相连通的高真空储气罐340，所述低真空罐设有多个与每个极片干燥箱200的真空管230相连通的低压管道350，所述低压管道350设有低真空阀370；所述高真空储气罐340设有多个与每个极片干燥箱200的真空管230相连通的高压管道360，所述高压管道360设有高真空阀380。具体工作时，首先低真空阀370打开，高真空阀380闭合，低真空泵310和低真空储气罐320工作对极片干燥箱200抽真空到第一预定值；然后，低真空阀370闭合，高真空阀380打开，高真空泵330和高真空储气罐340工作对极片干燥箱200抽真空到第二预定值；最后往加热腔内通入热油对极片干燥箱200进行加热。采用低真空泵310和高真空泵330结合对内腔抽真空，可以提高内腔的真空度，对极片干燥得更彻底。
优选地，为了方便极片干燥箱200泄压，每个所述极片干燥箱200的真空管230还设有泄压管400，所述泄压管400上设有泄压阀410。
如图1、图2和图5所示，所述底座100上还设置有分别与每个极片干燥箱200的低真空阀370和高真空阀380电连接的控制器510，每个所述极片干燥箱200设置有压强传感器520，每个所述压强传感器520分别与控制器510电连接；
所述压强传感器520用于检测极片干燥箱200内的压强，当其中一个极片干燥箱200的压强大于第一预定值时，位于该极片干燥箱200内的压强传感器520输出第一信号，当该极片干燥箱200的压强小于第一预定值且大于第二预定值时，该压强传感器520输出第二信号，当该极片干燥箱200的压强小于第二预定值时，该压强传感器520输出第三信号；
所述控制器510用于控制每个极片干燥箱200的低真空阀370和高真空阀380的打开和关闭，当控制器510接收到第一信号时，所述控制器510控制该极片干燥箱200的高真空阀380关闭和控制低真空阀370打开，当控制器510接收到第二信号时，所述控制器510控制该极片干燥箱200的高真空阀380打开和控制低真空阀370关闭，当控制器510接收到第三信号时，所述控制器510控制该极片干燥箱200的高真空阀380关闭和控制低真空阀370关闭。
所述底座100设有与控制器510电连接的计时器530，每个所述极片干燥箱200的泄压阀410与控制器510电连接，当计时器530达到第三预定值时输出第四信号，所述控制器510控制所有极片干燥箱200的高真空阀380与低真空阀370关闭和控制所有极片干燥箱200的泄压阀410打开。
极片干燥设备采用控制器510自动控制，提高了极片干燥设备的自动化水平，减少了人工操作，节约了生产成本。
如图1所示，为了方便移动设备，底座100底面还设有只有多个万向轮120，同时底座100还螺纹连接有多个支撑脚130，当需要移动设备时，转动支撑脚130，使支撑脚130底端脱离地面，万向轮120抵接地面，当需要固定设备时，反向转动支撑脚130，使支撑脚130抵接地面，万向轮120脱离地面。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种极片干燥箱，其特征在于：包括设有内腔的无盖箱体和用于封闭箱体的箱门，所述箱体设有用于对内腔抽真空的真空管；所述箱体包括内壳和外壳，所述内壳和外壳之间设有间隙以形成用于容纳高温流体的加热腔，所述外壳设有与加热腔相通的输入管和输出管，所述输入管用于将外界高温流体输入加热腔，所述输出管用于排出加热腔内的流体。
2.根据权利要求1所述的一种极片干燥箱，其特征在于：所述内壳由多个导热板构成，所述外壳的外壁设有隔热层。
3.根据权利要求1所述的一种极片干燥箱，其特征在于：所述箱体的无盖端设有密封圈，所述箱门封闭箱体时与所述密封圈抵接配合。
4.根据权利要求1所述的一种极片干燥箱，其特征在于：所述箱体的无盖端设有若干定位柱，所述箱门上开设有与定位柱插接配合的定位孔。
5.一种极片干燥设备，包括底座，其特征在于：所述底座设有多个如权利要求1-5任意一项的极片干燥箱，所述底座设有与每个极片干燥箱的真空管相连通的抽真空机构。
6.根据权利要求5所述的一种极片干燥设备，其特征在于：所述抽真空机构包括低真空泵以及与低真空泵相连通的低真空储气罐、高真空泵以及与高真空泵相连通的高真空储气罐，所述低真空罐设有多个与每个极片干燥箱的真空管相连通的低压管道，所述低压管道设有低真空阀；所述高真空罐设有多个与每个极片干燥箱的真空管相连通的高压管道，所述高压管道设有高真空阀。
7.根据权利要求6所述的一种极片干燥设备，其特征在于：每个所述极片干燥箱的真空管还设有泄压管，所述泄压管上设有泄压阀。
8.根据权利要求7所述的一种极片干燥设备，其特征在于：所述底座上还设置有分别与每个极片干燥箱的低真空阀和高真空阀电连接的控制器，每个所述极片干燥箱设置有压强传感器，每个所述压强传感器均与控制器电连接；
所述压强传感器用于检测极片干燥箱内的压强，当其中一个极片干燥箱的压强大于第一预定值时，位于该极片干燥箱内的压强传感器输出第一信号，当该极片干燥箱的压强小于第一预定值且大于第二预定值时，该压强传感器输出第二信号，当该极片干燥箱的压强小于第二预定值时，该压强传感器输出第三信号；
所述控制器用于控制每个极片干燥箱的低真空阀和高真空阀的打开和关闭，当控制器接收到第一信号时，所述控制器控制该极片干燥箱的高真空阀关闭、低真空阀打开，当控制器接收到第二信号时，所述控制器控制该极片干燥箱的高真空阀打开、低真空阀关闭，当控制器接收到第三信号时，所述控制器控制该极片干燥箱的高真空阀关闭、低真空阀关闭。
9.根据权利要求8所述的一种极片干燥设备，其特征在于：所述底座设有与控制器电连接的计时器，每个所述极片干燥箱的泄压阀与控制器电连接，当计时器达到第三预定值时输出第四信号，所述控制器控制所有极片干燥箱的高真空阀与低真空阀关闭以及所有极片干燥箱的泄压阀打开。
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