CN117644696A - 锂电池极片烘干箱用隔热板及其成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了锂电池极片烘干箱用隔热板及其成型工艺，涉及隔热板技术领域，由保温板，保温板的两端分别设有空气层一和空气层二，空气层一和空气层二相互远离的一端分别设有隔热墙和热隔板，隔热墙的表面覆盖有阻气膜，阻气膜上设有吸气剂，隔热墙内设有微孔结构，微孔结构包括隔热芯材和开设于隔热芯材表面的微孔，热隔板包括耐高温板、用于提高隔热板的承载能力，位于耐高温板外部的耐热芯材和形成于耐热芯材表面的波峰，该隔热板由三层组成，分别是隔热墙、保温板和热隔板，起到承载和保温的作用，并在保温板双侧设置双层，可以有效地防止热能在锂电池极片烘干箱内部传递，同时缩小了隔热板的厚度，减少能量的损失，提高加热效率。
Description
技术领域
本发明涉及隔热板技术领域，具体为锂电池极片烘干箱用隔热板及其成型工艺。
背景技术
锂电池极片烘干箱是专门针对锂离子电池烘烤工艺设计的真空烘箱，由于烘箱物料的特殊性，锂电池专用烘箱需要具备耐强酸碱腐蚀、温控精确、程控高效、稳定安全等特点。由于锂电池内部要严格控制水分含量，水分对锂电池的性能影响很大，包括电压、内阻、自放电等指标。水分含量过高会导致产品报废、品质下降，甚至产品爆炸。因此在锂电的多个生产工序中分别要对正负极片、电芯和电池进行多次真空烘烤，以尽可能去除其中的水分。锂电池在各类电子产品中的应用十分广泛，而在锂电池制造过程中，极片烘干是不可或缺的重要环节，其中隔热板是烘干过程中至关重要的部件。
然而，现有锂电池极片烘干箱的隔热板大都采用加厚板材，并配合使用隔热保温材质填充物，达到不让温度漏出去；或是在隔热板外部包裹，例如：隔热毡、隔音棉等材料，这些材料用于捕捉空气并减少热能的传递，但隔热性能一般，热量流失大，同时通过多层包裹会增加隔热板的厚度，导致设备体积变大，烘干室的规模及传热面积随之增大，耗能增加；
此外，现有的隔热板材由于强度不够在高温下容易产生变形、破裂等问题，影响烘干效果和设备寿命。如加热效率低、热量散失大等，这导致了能源的浪费和生产成本的增加。
本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本发明背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供锂电池极片烘干箱用隔热板及其成型工艺，以解决上述背景技术中提出的隔热板加厚会导致设备体积变大，烘干室的规模及传热面积随之增大，耗能增加，此外，现有的隔热板材在高温下容易产生变形、破裂等问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：锂电池极片烘干箱用隔热板及其成型工艺，包括保温板，所述保温板的两端分别设有空气层一和空气层二，所述空气层一和空气层二相互远离的一端分别设有隔热墙和热隔板，所述隔热墙的表面覆盖有阻气膜，所述阻气膜上设有吸气剂，所述隔热墙内设有微孔结构，所述微孔结构包括隔热芯材和开设于所述隔热芯材表面的微孔，开设有多个微孔尽可能多地降低隔热墙的热传导，阻气膜是保证所创造的真空环境，以最大限度地降低由气体造成的热传导和对流换热，吸气剂是为了吸收外界渗入隔热板内部和芯材释放的气体和水蒸气，从而降低对流换热和气体导热，持续地保持隔热板的真空度，来维持相对低的导热系数同时可以延长隔热板的使用寿命。
所述热隔板包括耐高温板、用于提高热隔板的承载能力，位于所述耐高温板外部的耐热芯材和形成于所述耐热芯材表面的波峰。
将隔热板设置为三层，分别是隔热墙、保温板和热隔板，隔热墙采用耐高温、高强度的材料，起到承载和保护保温板的作用。保温板采用低导热系数的材料，如陶瓷纤维或硅酸铝纤维，可以有效地阻止热量的传递，提高烘干箱内的温度稳定性。热隔板采用耐高温、抗腐蚀的材料，可以保护隔热板不受外界环境的影响，延长锂电池极片烘干箱的使用寿命。
优选的，所述保温板上设有防护结构，所述防护结构包括设于所述保温板两侧的加强侧板和位于所述保温板两端的加强顶板，所述加强顶板两侧的中心处均开设有与加强侧板适配的卡槽，所述加强侧板和加强顶板之间通过紧固件固定。
防护结构的设置用于对保温板、隔热墙和热隔板连接处的外壁进行防护，用于增强边部承载力和强度。
优选的，所述加强侧板靠近保温板一端的内壁呈一体结构对称设有定位块，所述保温板的两侧对称开设有与定位块适配的插槽、定位块与插槽卡接，所述保温板的两端均开设有若干条散热槽。
在保温板表面设置有多条散热槽，可引导热量均匀分布，提高烘干效率，使得热量能够均匀分布，避免了烘干过程中的局部过热问题。
优选的，所述隔热墙包括基材，所述基材的外部覆盖有铝板，所述隔热芯材位于所述铝板表面，所述隔热墙的外表面涂覆有耐热涂层。
采用的耐高温材料和增强材料能够满足锂电池极片烘干箱的高温工作环境要求，避免在高温下产生变形、破裂等问题。
优选的，所述耐高温板上涂抹有抗氧化剂，所述保温板与隔热墙和热隔板内壁之间均衔接有密封绝缘条。
通过加入抗氧化剂，有效防止隔热板在高温环境中氧化失效，密封绝缘条的设置保障保温板与隔热墙和热隔板之间连接的紧密性。
优选的，所述基材采用碳纤维增强复合材料，用于提供隔热墙的承载力。
优选的，所述隔热芯材采用聚苯乙烯材料。
能够有效地阻止热量传递，提高烘干效率，且重量轻，方便安装和拆卸。
优选的，所述保温板采用陶瓷纤维材料。
可以有效地阻止热量的传递，提高烘干箱内的温度稳定性。
优选的，所述耐热芯材采用聚烯烃材料。
锂电池极片烘干箱用隔热板的成型工艺，包括以下步骤：
S1：材料的选择：选择耐高温材料，碳纤维增强复合材料、陶瓷纤维、聚烯烃、聚苯乙烯等作为主要原料。
S2：材料预处理：准备选定的材料，进行切割、清洁、预热等处理，确保材料符合成型要求。
S3：选用模具：选用制作隔热板的成型模具，模具符合隔热板的形状和尺寸，模具可以由金属或耐高温塑料制成，热压或注塑成型制成隔热墙、保温板和热隔板。
S4：热压成型：将模具加热至适当的温度，以确保材料能够在热压时保持形状，将预处理过的材料放入模具中，合上模具并施加适当的压力，同时保持温度以确保材料在模具内成型，并根据需要，对成型好的隔热墙、保温板和热隔板进行加工和修整，确保其尺寸、平整度和表面质量符合要求。
S5：安装和调试：将制作好的隔热墙、保温板和热隔板组合安装，并将其固定在锂电池极片烘干箱内部，同时根据需要调整相应位置和数量，以达到最佳的隔热效果，使其与锂电池极片烘干箱形成一个整体，提高隔热效果和锂电池极片烘干箱的使用寿命。
综上所述，本发明包括以下有益技术效果：
该隔热板由三层组成，分别是隔热墙、保温板和热隔板，并在保温板双侧设置双层（空气层），可以有效地防止热能在锂电池极片烘干箱内部传递，同时缩小了隔热板的厚度，减少能量的损失，提高加热效率，；隔热墙由隔热芯材，吸气剂和阻气膜三部分复合而成，开设有多个微孔尽可能多地降低隔热墙的热传导，阻气膜是保证所创造的真空环境，以最大限度地降低由气体造成的热传导和对流换热，吸气剂是为了吸收外界渗入隔热板内部和芯材释放的气体和水蒸气，从而降低对流换热和气体导热，持续地保持隔热板的真空度，来维持相对低的导热系数同时可以延长隔热板的使用寿命；
在成型工艺上，采用注塑或热压成型的方法，将各层材料在高温下结合在一起，形成一个整体，这种工艺不仅可以提高隔热板的强度和稳定性，还可以保证各层的紧密结合，实现优异的保温效果。
附图说明
图1是发明实施例锂电池极片烘干箱用隔热板的主视图。
图2是发明实施例锂电池极片烘干箱用隔热板的爆炸图。
图3是发明实施例保温板的爆炸图。
图4是发明实施例隔热墙的结构示意图。
图5是发明实施例隔热板的结构示意图。
附图标记说明：1、隔热墙；11、耐热涂层；12、基材；13、铝板；14、隔热芯材；15、微孔；16、阻气膜；17、吸气剂；2、加强侧板；21、紧固件；22、定位块；3、加强顶板；31、卡槽；4、保温板；41、空气层一；42、空气层二；43、散热槽；44、插槽；45、密封绝缘条；5、热隔板；51、耐高温板；52、抗氧化剂；53、耐热芯材；54、波峰。
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。
申请人认为，现有锂电池极片烘干箱的隔热板大都采用加厚板材，并配合使用隔热保温材质填充物，达到不让温度漏出去；或是在隔热板外部包裹，例如：隔热毡、隔音棉等材料，这些材料用于捕捉空气并减少热能的传递，但隔热性能一般，热量流失大，同时通过多层包裹会增加隔热板的厚度，导致设备体积变大，烘干室的规模及传热面积随之增大，耗能增加；此外，现有的隔热板材由于强度不够在高温下容易产生变形、破裂等问题，影响烘干效果和设备寿命。如加热效率低、热量散失大等，这导致了能源的浪费和生产成本的增加的问题。
为此，申请人设计锂电池极片烘干箱用隔热板及其成型工艺，由隔热墙1、保温板4和热隔板5三层组成，并在保温板4双侧设置双层，可以有效地防止热能在锂电池极片烘干箱内部传递，同时缩小了隔热板的厚度，减少能量的损失，提高加热效率；并采用的耐高温材料和增强材料能够满足锂电池极片烘干箱的高温工作环境要求，避免在高温下产生变形、破裂等问题。
本发明实施例公开的锂电池极片烘干箱用隔热板，在实际应用中，参照图1-图2，包括保温板4，保温板4采用陶瓷纤维材料或硅酸铝纤维。保温板4的两端分别设有空气层一41和空气层二42，且空气层一41和空气层二42相互远离的一端分别设有隔热墙1和热隔板5，通过在保温板4双侧设置双层（空气层），可以有效地防止热能在锂电池极片烘干箱内部传递，减少能量的损失，提高加热效率。
该隔热板由三层组成，分别是隔热墙1、保温板4和热隔板5，隔热墙1采用耐高温、高强度的材料，起到承载和保护保温板的作用。保温板4采用低导热系数的材料，如陶瓷纤维或硅酸铝纤维，可以有效地阻止热量的传递，提高烘干箱内的温度稳定性。热隔板5采用耐高温、抗腐蚀的材料，可以保护隔热板不受外界环境的影响，延长其使用寿命。
本发明实施例公开的锂电池极片烘干箱用隔热板，在实际应用中，如图4所示，而隔热墙1的表面覆盖有阻气膜16，阻气膜16是保证所创造的真空环境，以最大限度地降低由气体造成的热传导和对流换热，阻气膜16上设有吸气剂17，吸气剂17是为了吸收外界渗入隔热板内部和芯材释放的气体和水蒸气，从而降低对流换热和气体导热，持续地保持隔热板的真空度，来维持相对低的导热系数同时可以延长隔热板的使用寿命，隔热墙1内设有微孔结构，微孔结构包括隔热芯材14和开设于隔热芯材14表面的微孔15，开设有多个微孔15尽可能多地降低隔热墙1的热传导，利用多个小孔形成热阻，从而减少了热的传导。
具体地，隔热墙1包括基材12，基材12采用碳纤维增强复合材料或钛合金，用于提供隔热墙1的承载力。基材12的外部覆盖有铝板13，隔热芯材14位于铝板13表面，隔热芯材14采用聚苯乙烯材料，采用的耐高温材料和增强材料能够满足锂电池极片烘干箱的高温工作环境要求，避免在高温下产生变形、破裂等问题，并在隔热墙1的外表面涂覆有耐热涂层11。
本发明实施例公开的锂电池极片烘干箱用隔热板，在实际应用中，如图5所示，热隔板5包括耐高温板51、用于提高热隔板5的承载能力，位于耐高温板51外部的耐热芯材53和形成于耐热芯材53表面的波峰54，通过高效的隔热设计和波峰54结构设计，能够最大程度地减小热量传递，提高烘干效率，且耐热芯材53采用聚烯烃材料或氧化钙硅酸盐板、特氟龙，能够有效地阻止热量传递，提高烘干效率，且重量轻，方便安装和拆卸，耐高温板51上涂抹有抗氧化剂52，通过加入抗氧化剂52，有效防止隔热板在高温环境中氧化失效。
本发明实施例公开的锂电池极片烘干箱用隔热板，在实际应用中，参照图2-图3，保温板4上设有防护结构，防护结构包括设于保温板4两侧的加强侧板2和位于保温板4两端的加强顶板3，加强顶板3两侧的中心处均开设有与加强侧板2适配的卡槽31，加强侧板2和加强顶板3之间通过紧固件21固定，可通过紧固件21对加强侧板2和加强顶板3边角处连接，形成对保温板4外部的防护。
具体地，加强侧板2靠近保温板4一端的内壁呈一体结构对称设有定位块22，保温板4的两侧对称开设有与定位块22适配的插槽44、定位块22与插槽44卡接，可快速连接固定，保温板4的两端均开设有若干条散热槽43，在保温板4表面设置有多条散热槽43，可引导热量均匀分布，提高烘干效率，使得热量能够均匀分布，避免了烘干过程中烘干箱内出现局部过热的问题。
另外，保温板4与隔热墙1和热隔板5内壁之间均衔接有密封绝缘条45，密封绝缘条45的设置保障保温板4与隔热墙1和热隔板5之间连接的紧密性。
锂电池极片烘干箱用隔热板的成型工艺，包括以下步骤：
S1：材料的选择：选择耐高温材料，碳纤维增强复合材料、陶瓷纤维、聚烯烃、聚苯乙烯等作为主要原料。
S2：材料预处理：准备选定的材料，进行切割、清洁、预热等处理，确保材料符合成型要求。
S2-1：根据锂电池极片烘干箱的设计要求和尺寸，设计隔热板的形状和尺寸，确保隔热板能完全覆盖锂电池极片，以防止热量散失。
S3：选用模具：选用制作隔热板的成型模具，模具符合隔热板的形状和尺寸，模具可以由金属或耐高温塑料制成，热压或注塑成型制成隔热墙1、保温板4和热隔板5。
S3-1：将选定的隔热材料按照一定的配方混合均匀，并将混合好的材料填充到制作好的模具中，并添加阻燃剂，提高隔热板的阻燃性能，保证使用安全性，同时添加防老化剂，延长隔热板的使用寿命。
S4：热压或注塑成型：将模具加热至适当的温度，以确保材料能够在热压时保持形状，将预处理过的材料放入模具中，合上模具并施加适当的压力，同时保持温度以确保材料在模具内成型，成型后的隔热板需要冷却，以确保其固化并保持所需的形状。
S4-1：并根据需要对成型好的隔热墙1、保温板4和热隔板5进行加工和修整，确保其尺寸、平整度和表面质量符合要求，对成型的隔热板进行质量检验，确保其性能和尺寸符合要求，使得整个烘干箱的体积得到减小。
S5：安装和调试：将制作好的隔热墙1、保温板4和热隔板5组合安装，并将其固定在锂电池极片烘干箱内部，同时根据需要调整相应位置和数量，以达到最佳的隔热效果，使其与锂电池极片烘干箱形成一个整体，提高隔热效果和锂电池极片烘干箱的使用寿命。
S5-1：隔热墙1、保温板4和热隔板5组合安装时，根据预设尺寸，将加强侧板2两端的定位块22滑动卡接进保温板4侧壁的插槽44中随后使用固定件固定，再将加强顶板3覆盖于保温板4两端，使卡槽31与加强侧板2外壁贴合，并通过紧固件21对加强顶板3和加强侧板2边角处固定，进而形成对隔热墙1、保温板4和热隔板5外壁边角处的防护，增强整体的强度。
S5-2：保温板4两侧形成的空气层一41和空气层二42可以有效地防止热能在烘箱内部传递，减少能量的损失，提高加热效率。
S5-3：安装时使隔热墙1位于锂电池极片烘干箱内侧固定，通过热隔板5的设置具有良好的保温性能和承载能力，避免受到外部高温环境的影响，可以有效地减少热能的传递和能量的损失，提高烘干箱的工作效率和使用寿命，在成型工艺上，采用注塑或热压成型的方法，将各层材料在高温下结合在一起，形成一个整体，这种工艺不仅可以提高隔热板的强度和稳定性，还可以保证各层的紧密结合，实现优异的保温效果。
最后应说明的几点是：首先，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.锂电池极片烘干箱用隔热板，包括保温板（4），其特征在于：所述保温板（4）的两端分别设有空气层一（41）和空气层二（42），所述空气层一（41）和空气层二（42）相互远离的一端分别设有隔热墙（1）和热隔板（5），所述隔热墙（1）的表面覆盖有阻气膜（16），所述阻气膜（16）上设有吸气剂（17），所述隔热墙（1）内设有微孔结构，所述微孔结构包括隔热芯材（14）和开设于所述隔热芯材（14）表面的微孔（15）；
所述热隔板（5）包括耐高温板（51）、用于提高热隔板（5）的承载能力，位于所述耐高温板（51）外部的耐热芯材（53）和形成于所述耐热芯材（53）表面的波峰（54）。
2.根据权利要求1所述的锂电池极片烘干箱用隔热板，其特征在于：所述保温板（4）上设有防护结构，所述防护结构包括设于所述保温板（4）两侧的加强侧板（2）和位于所述保温板（4）两端的加强顶板（3），所述加强顶板（3）两侧的中心处均开设有与加强侧板（2）适配的卡槽（31），所述加强侧板（2）和加强顶板（3）之间通过紧固件（21）固定。
3.根据权利要求2所述的锂电池极片烘干箱用隔热板，其特征在于：所述加强侧板（2）靠近保温板（4）一端的内壁呈一体结构对称设有定位块（22），所述保温板（4）的两侧对称开设有与定位块（22）适配的插槽（44）、定位块（22）与插槽（44）卡接，所述保温板（4）的两端均开设有若干条散热槽（43）。
4.根据权利要求1所述的锂电池极片烘干箱用隔热板，其特征在于：所述隔热墙（1）包括基材（12），所述基材（12）的外部覆盖有铝板（13），所述隔热芯材（14）位于所述铝板（13）表面，所述隔热墙（1）的外表面涂覆有耐热涂层（11）。
5.根据权利要求1所述的锂电池极片烘干箱用隔热板，其特征在于：所述耐高温板（51）上涂抹有抗氧化剂（52），所述保温板（4）与隔热墙（1）和热隔板（5）内壁之间均衔接有密封绝缘条（45）。
6.根据权利要求4所述的锂电池极片烘干箱用隔热板，其特征在于：所述基材（12）采用碳纤维增强复合材料，用于提供隔热墙（1）的承载力。
7.根据权利要求4所述的锂电池极片烘干箱用隔热板，其特征在于：所述隔热芯材（14）采用聚苯乙烯材料。
8.根据权利要求1所述的锂电池极片烘干箱用隔热板，其特征在于：所述保温板（4）采用陶瓷纤维材料。
9.根据权利要求1所述的锂电池极片烘干箱用隔热板，其特征在于：所述耐热芯材（53）采用聚烯烃材料。
10.基于权利要求1-9任意一项所述的锂电池极片烘干箱用隔热板的成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：材料的选择：选择耐高温材料，碳纤维增强复合材料、陶瓷纤维、聚烯烃、聚苯乙烯等作为主要原料；
S2：材料预处理：准备选定的材料，进行切割、清洁、预热等处理，确保材料符合成型要求；
S3：选用模具：选用制作隔热板的成型模具，模具符合隔热板的形状和尺寸，模具可以由金属或耐高温塑料制成，热压或注塑成型制成隔热墙（1）、保温板（4）和热隔板（5）；
S4：热压成型：将模具加热至适当的温度，以确保材料能够在热压时保持形状，将预处理过的材料放入模具中，合上模具并施加适当的压力，同时保持温度以确保材料在模具内成型，并根据需要，对成型好的隔热墙（1）、保温板（4）和热隔板（5）进行加工和修整，确保其尺寸、平整度和表面质量符合要求；
S5：安装和调试：将制作好的隔热墙（1）、保温板（4）和热隔板（5）组合安装，并将其固定在锂电池极片烘干箱内部，同时根据需要调整相应位置和数量，以达到最佳的隔热效果，使其与锂电池极片烘干箱形成一个整体，提高隔热效果和锂电池极片烘干箱的使用寿命。
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