CN112902591B - 一种锂电材料烘干装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池加工设备技术领域，具体为一种锂电材料烘干装置及其使用方法。本发明要解决的技术问题是干燥效率低下、干燥的锂电材料在干燥过程中易于氧化以及不能处理干燥过程中产生有害气体的问题。为了解决上述技术的问题，本发明提供了一种锂电材料烘干装置及其使用方法，本发明主要由翻转机构与气体处理机构组成，通过翻转机构与气体处理机构之间的相互配合，可以有效的缩短干燥周期，减少锂电材料在干燥过程中的氧化概率，并减少加工不良率，同时也可以在一定程度上保障工作人员的身体健康。

Description

一种锂电材料烘干装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及电池加工设备技术领域，具体为一种锂电材料烘干装置及其使用方法。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/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。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流，，锂电材料是构成锂电池的主要材料，锂电材料在烧结后，其内部留存的锂元素过多，通常的解决办法是通过水洗后，在进行烘干；

现有对于水洗后的锂电材料烘干的方式存在一些弊端，在现有技术中，通常是采用鼓风机或者盘干机进行干燥，但是在干燥过程中，由于锂电材料成堆放置，位于材料堆表面的锂电材料与位于材料堆内部的锂电材料干燥速度不一，降低了干燥速度；在干燥过程中，水汽无法顺利排出，从而造成设备内空气湿度过大，严重影响了干燥速度，由于真空干燥箱内空气不能循环，导致锂电材料长时间与氧气以及二氧化碳等气体反应，极容易产生氧化的情况；最后，由于没有气体处理功能，干燥时产生的气体都聚集在装置内，在工作人员取出干燥完成的锂电材料时，装置内的有害气体从取料口溢出，从而影响工作人员的身体健康。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂电材料烘干装置及其使用方法，通过设置翻转机构与气体处理机构，以解决上述背景技术中提出的干燥效率低下、干燥的锂电材料在干燥过程中易于氧化以及不能处理干燥过程中产生有害气体的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电材料烘干装置，包括翻转机构与气体处理机构。

所述翻转机构包括烘干箱、支撑管、转动密封轴承、烘干筒和出料口，所述烘干箱的内壁固定连接有支撑管，所述支撑管的外壁末端套接在转动密封轴承的内圈，所述转动密封轴承的外圈套接在烘干筒的一侧，所述烘干筒的底部开设有出料口，所述烘干筒在远离支撑管的一侧开设有进料口，所述烘干筒的表面对称套接有从动环与支撑环，所述从动环传动连接转盘，所述转盘固定连接在行星减速器的动力输出端，所述行星减速器固定连接在烘干箱的底部内壁，所述行星减速器的动力输入端固定连接步进电机的动力输出端，所述步进电机固定连接在烘干箱的内部，所述支撑环的底部对称滚动连接有两个相同的支撑滚轮，两个所述支撑滚轮分别固定连接在两个支撑块的顶部，两个所述支撑块对称固定连接在烘干箱的底部内壁。

所述气体处理机构包括管盖、进气管、出气管、过滤网盖和水箱，所述支撑管在置于烘干箱内部的一端套接有管盖，所述管盖从上到下套接有进气管与出气管，所述出气管在置于烘干箱内部的一端固定安装有过滤网盖，所述进气管在远离烘干筒的一端贯穿烘干箱的内壁并置于烘干箱的外部，所述出气管在远离烘干筒的一端依次贯穿烘干箱的外壁与水箱的顶部并置于水箱的内部，所述水箱固定连接在烘干箱的外壁。

优选的，所述烘干筒的外壁表面对称固定连接有两个成套的环形电动滑轨，两个所述环形电动滑轨之间滑动安装有弧形门。

优选的，所述弧形门与所述出料口之间相互对应，且所述弧形门的面积大于出料口的开口面积。

优选的，所述烘干筒的一侧铰接安装有密封盖，所述密封盖与所述进料口之间相互对应，所述烘干箱的一侧铰接安装有箱门，所述烘干箱的侧壁底端套接有密封塞盖，所述密封塞盖与接料盒之间相互对应。

优选的，所述接料盒放置在烘干箱的底部内壁，所述接料盒的上方设置有导流筒，所述导流筒的两侧通过支脚固定连接在烘干箱的底部内壁，所述导流筒与所述烘干筒在竖直方向上的中轴线位于同一条直线上。

优选的，所述从动环与所述支撑环结构相同，且均呈圆环形结构，所述从动环与所述支撑环的外壁边缘处均设置有半圆形凹槽。

优选的，所述进气管在置于支撑管内部的表面连通安装有止回阀。

优选的，所述水箱的顶部一侧开设有开口，所述水箱的侧壁底端连通安装有排液管，所述排液管的表面连通安装有排液阀门。

优选的，所述烘干箱的底部内壁固定连接有加热管，所述箱门的外壁表面固定连接有温控器，所述温控器的温度检测端置于箱门的内侧，且所述温控器电性连接加热管。

一种锂电材料烘干装置的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：

步骤一，前期准备工作，将进气管在置于烘干箱外部的一端接入氮气发生装置的出气端，用于接收氮气，准备适量的废气吸附液，并将废气吸附液通过开口注入至水箱的内部，直到水箱内部的废气吸附液没过出气管的底端即可，随后接通各个电子元器件的电源；

步骤二，投入锂电材料，开启箱门与进料口，将适量的锂电材料投入至烘干筒内，锂电材料的量不得超过接料盒的容积，随后关闭箱门与进料口；

步骤三，排除多余气体，开启步骤一中的氮气发生装置，氮气发生装置将其产生的氮气通过进气管输送至烘干筒的内部，随着烘干筒内部的气压增强，烘干筒内的氧气及其它气体通过出气管排入至水箱的内部，排气-分钟后，进行步骤四；

步骤四，加温、搅拌，通过温控器设定好干燥温度，加热管在接受到温控器的指令后，开始进行加热，当烘干箱内温度升高至设定值时，温控器控制加热管停止加温，从而保证烘干箱内的温度环境维持在一个稳定的范围内，开启步进电机，所述步进电机通过行星减速器、转盘和从动环带动烘干筒转动，随着烘干筒的转动，带动了其内部的锂电材料翻转，在加热烘干的过程中，烘干筒的水蒸气以及其它气体在高压的作用下，通过出气管排入水箱的内部，并在水箱内部吸附液的作用下，吸附掉气体中的有害成分；

步骤五，出料，待步骤四持续-分钟后，通过操控环形电动滑轨控制弧形门移动，最后出料口被开启，随着烘干筒持续转动，被烘干的锂电材料通过出料口落入导流筒内，并通过导流筒的导流作用，锂电材料落入接料盒的内部，开启弧形门-分钟后，关闭所有电子元器件电源，并开启密封塞盖，使用工具将装满锂电材料的密封塞盖取出，出料完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过电机带动烘干筒转动，通过烘干筒带动其内部的锂电材料持续翻转，从而使得锂电材料可以均匀受热，加速干燥速度，缩短干燥周期，提高生产效率；

(2)通过进气管将惰性气体氮气充入烘干筒的内部，同时排出氧气和二氧化氮，避免三元高镍材料与氧气与二氧化碳的反应，从而导致锂电材料产生氧化，同时也提升了烘干质量；

(3)排出的气体经过水洗作用，在吸附剂的作用下，可以吸收烘干过程中产生的气体，从而提升了作业环境的安全性，在一定程度上保障了工作人员的身体健康。

附图说明

图1为本发明的左视剖面结构示意图；

图2为本发明的图1中A处局部结构放大示意图；

图3为本发明的图1中B处局部结构放大示意图；

图4为本发明的正视剖面结构示意图；

图5为本发明的烘干筒结构示意图；

图6为本发明的弧形门结构示意图。

图中：1、烘干箱；2、支撑管；3、转动密封轴承；4、烘干筒；5、出料口；6、进料口；7、密封盖；8、从动环；9、转盘；10、行星减速器；11、步进电机；12、支撑环；13、支撑滚轮；14、支撑块；15、环形电动滑轨；16、弧形门；17、导流筒；18、接料盒；19、管盖；20、进气管；21、出气管；22、过滤网盖；23、水箱；24、开口；25、排液管；26、排液阀门；27、箱门；28、密封塞盖；29、加热管；30、温控器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种锂电材料烘干装置，包括翻转机构与气体处理机构。

翻转机构包括烘干箱1、支撑管2、转动密封轴承3、烘干筒4和出料口5，烘干箱1的内壁固定连接有支撑管2，支撑管2的外壁末端套接在转动密封轴承3的内圈，转动密封轴承3的外圈套接在烘干筒4的一侧，烘干筒4的底部开设有出料口5，烘干筒4在远离支撑管2的一侧开设有进料口6，烘干筒4的表面对称套接有从动环8与支撑环12，从动环8传动连接转盘9，转盘9固定连接在行星减速器10的动力输出端，行星减速器10固定连接在烘干箱1的底部内壁，行星减速器10的动力输入端固定连接步进电机11的动力输出端，步进电机11固定连接在烘干箱1的内部，支撑环12的底部对称滚动连接有两个相同的支撑滚轮13，两个支撑滚轮13分别固定连接在两个支撑块14的顶部，两个支撑块14对称固定连接在烘干箱1的底部内壁。

气体处理机构包括管盖19、进气管20、出气管21、过滤网盖22和水箱23，支撑管2在置于烘干箱1内部的一端套接有管盖19，管盖19从上到下套接有进气管20与出气管21，出气管21在置于烘干箱1内部的一端固定安装有过滤网盖22，进气管20在远离烘干筒4的一端贯穿烘干箱1的内壁并置于烘干箱1的外部，出气管21在远离烘干筒4的一端依次贯穿烘干箱1的外壁与水箱23的顶部并置于水箱23的内部，水箱23固定连接在烘干箱1的外壁。

具体的，烘干筒4的外壁表面对称固定连接有两个成套的环形电动滑轨15，两个环形电动滑轨15之间滑动安装有弧形门16。

具体的，弧形门16与出料口5之间相互对应，且弧形门16的面积大于出料口5的开口面积。

具体的，烘干筒4的一侧铰接安装有密封盖7，密封盖7与进料口6之间相互对应，烘干箱1的一侧铰接安装有箱门27，烘干箱1的侧壁底端套接有密封塞盖28，密封塞盖28与接料盒18之间相互对应。

具体的，接料盒18放置在烘干箱1的底部内壁，接料盒18的上方设置有导流筒17，导流筒17的两侧通过支脚固定连接在烘干箱1的底部内壁，导流筒17与烘干筒4在竖直方向上的中轴线位于同一条直线上。

具体的，从动环8与支撑环12结构相同，且均呈圆环形结构，从动环8与支撑环12的外壁边缘处均设置有半圆形凹槽。

具体的，进气管20在置于支撑管2内部的表面连通安装有止回阀。

具体的，水箱23的顶部一侧开设有开口24，水箱23的侧壁底端连通安装有排液管25，排液管25的表面连通安装有排液阀门26。

具体的，烘干箱1的底部内壁固定连接有加热管29，箱门27的外壁表面固定连接有温控器30，温控器30的温度检测端置于箱门27的内侧，且温控器30电性连接加热管29。

一种锂电材料烘干装置的使用方法，使用方法包括如下步骤：

步骤一，前期准备工作，将进气管20在置于烘干箱1外部的一端接入氮气发生装置的出气端，用于接收氮气，准备适量的废气吸附液，并将废气吸附液通过开口24注入至水箱23的内部，直到水箱23内部的废气吸附液没过出气管21的底端即可，随后接通各个电子元器件的电源；

步骤二，投入锂电材料，开启箱门27与进料口6，将适量的锂电材料投入至烘干筒4内，锂电材料的量不得超过接料盒18的容积，随后关闭箱门27与进料口6；

步骤三，排除多余气体，开启步骤一中的氮气发生装置，氮气发生装置将其产生的氮气通过进气管20输送至烘干筒4的内部，随着烘干筒4内部的气压增强，烘干筒4内的氧气及其它气体通过出气管21排入至水箱23的内部，排气5-10分钟后，进行步骤四；

步骤四，加温、搅拌，通过温控器30设定好干燥温度，加热管29在接受到温控器30的指令后，开始进行加热，当烘干箱1内温度升高至设定值时，温控器30控制加热管29停止加温，从而保证烘干箱1内的温度环境维持在一个稳定的范围内，开启步进电机11，所述步进电机11通过行星减速器10、转盘9和从动环8带动烘干筒4转动，随着烘干筒4的转动，带动了其内部的锂电材料翻转，在加热烘干的过程中，烘干筒4的水蒸气以及其它气体在高压的作用下，通过出气管21排入水箱23的内部，并在水箱23内部吸附液的作用下，吸附掉气体中的有害成分；

步骤五，出料，待步骤四持续30-60分钟后，通过操控环形电动滑轨15控制弧形门16移动，最后出料口5被开启，随着烘干筒4持续转动，被烘干的锂电材料通过出料口5落入导流筒17内，并通过导流筒17的导流作用，锂电材料落入接料盒18的内部，开启弧形门1610-15分钟后，关闭所有电子元器件电源，并开启密封塞盖28，使用工具将装满锂电材料的密封塞盖28取出，出料完成。

涉及到电路和电子元器件和控制模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“中部”、“偏心处”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种锂电材料烘干装置，其特征在于：包括翻转机构与气体处理机构；

翻转机构包括烘干箱(1)、支撑管(2)、转动密封轴承(3)、烘干筒(4)和出料口(5)，烘干箱(1)的内壁固定连接有支撑管(2)，支撑管(2)的外壁末端套接在转动密封轴承(3)的内圈，转动密封轴承(3)的外圈套接在烘干筒(4)的一侧，烘干筒(4)的底部开设有出料口(5)，烘干筒(4)在远离支撑管(2)的一侧开设有进料口(6),烘干筒(4)的表面对称套接有从动环(8)与支撑环(12)，从动环(8)传动连接转盘(9)，转盘(9)固定连接在行星减速器(10)的动力输出端，行星减速器(10)固定连接在烘干箱(1)的底部内壁，行星减速器(10)的动力输入端固定连接步进电机(11)的动力输出端，步进电机(11)固定连接在烘干箱(1)的内部，支撑环(12)的底部对称滚动连接有两个相同的支撑滚轮(13)，两个支撑滚轮(13)分别固定连接在两个支撑块(14)的顶部，两个支撑块(14)对称固定连接在烘干箱(1)的底部内壁；

气体处理机构包括管盖(19)、进气管(20)、出气管(21)、过滤网盖(22)和水箱(23)，支撑管(2)在置于烘干箱(1)内部的一端套接有管盖(19)，管盖(19)从上到下套接有进气管(20)与出气管(21)，出气管(21)在置于烘干箱(1)内部的一端固定安装有过滤网盖(22)，进气管(20)在远离烘干筒(4)的一端贯穿烘干箱(1)的内壁并置于烘干箱(1)的外部，出气管(21)在远离烘干筒(4)的一端依次贯穿烘干箱(1)的外壁与水箱(23)的顶部并置于水箱(23)的内部，水箱(23)固定连接在烘干箱(1)的外壁；

该装置的使用方法包括如下步骤：

步骤一，前期准备工作，将进气管(20)在置于烘干箱(1)外部的一端接入氮气发生装置的出气端，用于接收氮气，准备适量的废气吸附液，并将废气吸附液通过开口(24)注入至水箱(23)的内部，直到水箱(23)内部的废气吸附液没过出气管(21)的底端即可，随后接通各个电子元器件的电源；

步骤二，投入锂电材料，开启箱门(27)与进料口(6)，将适量的锂电材料投入至烘干筒(4)内，锂电材料的量不得超过接料盒(18)的容积，随后关闭箱门(27)与进料口(6)；

步骤三，排除多余气体，开启步骤一中的氮气发生装置，氮气发生装置将其产生的氮气通过进气管(20)输送至烘干筒(4)的内部，随着烘干筒(4)内部的气压增强，烘干筒(4)内的氧气及其它气体通过出气管(21)排入至水箱(23)的内部，排气5-10分钟后，进行步骤四；

步骤四，加温、搅拌，通过温控器(30)设定好干燥温度，加热管(29)在接受到温控器(30)的指令后，开始进行加热，当烘干箱(1)内温度升高至设定值时，温控器(30)控制加热管(29)停止加温，从而保证烘干箱(1)内的温度环境维持在一个稳定的范围内，开启步进电机(11)，步进电机(11)通过行星减速器(10)、转盘(9)和从动环(8)带动烘干筒(4)转动，随着烘干筒(4)的转动，带动了其内部的锂电材料翻转，在加热烘干的过程中，烘干筒(4)的水蒸气以及其它气体在高压的作用下，通过出气管(21)排入水箱(23)的内部，并在水箱(23)内部吸附液的作用下，吸附掉气体中的有害成分；

步骤五，出料，待步骤四持续30-60分钟后，通过操控环形电动滑轨(15)控制弧形门(16)移动，最后出料口(5)被开启，随着烘干筒(4)持续转动，被烘干的锂电材料通过出料口(5)落入导流筒(17)内，并通过导流筒(17)的导流作用，锂电材料落入接料盒(18)的内部，开启弧形门(16)10-15分钟后，关闭所有电子元器件电源，并开启密封塞盖(28)，使用工具将装满锂电材料的接料盒(18)取出，出料完成。

2.根据权利要求1所述的一种锂电材料烘干装置，其特征在于：烘干筒(4)的外壁表面对称固定连接有两个成套的环形电动滑轨(15)，两个环形电动滑轨(15)之间滑动安装有弧形门(16)。

3.根据权利要求2所述的一种锂电材料烘干装置，其特征在于：弧形门(16)与出料口(5)之间相互对应，且弧形门(16)的面积大于出料口(5)的开口面积。

4.根据权利要求1所述的一种锂电材料烘干装置，其特征在于：烘干筒(4)的一侧铰接安装有密封盖(7)，密封盖(7)与进料口(6)之间相互对应，烘干箱(1)的一侧铰接安装有箱门(27)，烘干箱(1)的侧壁底端套接有密封塞盖(28)，密封塞盖(28)与接料盒(18)之间相互对应。

5.根据权利要求4所述的一种锂电材料烘干装置，其特征在于：接料盒(18)放置在烘干箱(1)的底部内壁，接料盒(18)的上方设置有导流筒(17)，导流筒(17)的两侧通过支脚固定连接在烘干箱(1)的底部内壁，导流筒(17)与烘干筒(4)在竖直方向上的中轴线位于同一条直线上。

6.根据权利要求1所述的一种锂电材料烘干装置，其特征在于：从动环(8)与支撑环(12)结构相同，且均呈圆环形结构，从动环(8)与支撑环(12)的外壁边缘处均设置有半圆形凹槽。

7.根据权利要求1所述的一种锂电材料烘干装置，其特征在于：进气管(20)在置于支撑管(2)内部的表面连通安装有止回阀。

8.根据权利要求1所述的一种锂电材料烘干装置，其特征在于：水箱(23)的顶部一侧开设有开口(24)，水箱(23)的侧壁底端连通安装有排液管(25)，排液管(25)的表面连通安装有排液阀门(26)。

9.根据权利要求4所述的一种锂电材料烘干装置，其特征在于：烘干箱(1)的底部内壁固定连接有加热管(29)，箱门(27)的外壁表面固定连接有温控器(30)，温控器(30)的温度检测端置于箱门(27)的内侧，且温控器(30)电性连接加热管(29)。

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