CN201904226U - 一种超级电容器用新型烘干系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超级电容器用新型烘干系统，包括有密封箱体（1）、真空泵组（4）和加热单元（6），所述密封箱体（1）和真空泵组（4）通过一条真空管道相连接，所述加热单元（6）与所述密封箱体（1）相连接，所述密封箱体（1）内放置有多个超级电容器。本实用新型公开的超级电容器用新型烘干系统，其利用真空烘干的原理进行结构设计，可以有效地解决超级电容器在制备过程中容易吸潮和被氧化的问题，不仅降低了烘干过程中的超级电容器的含氧量和含水量，并且能在隔绝空气的条件下完成相邻两道工序的衔接，使得超级电容器在相邻工序的转移过程中实现了无水无氧转移的要求。

Description

一种超级电容器用新型烘干系统

技术领域

本实用新型涉及电容器技术领域，特别是涉及一种超级电容器用新型烘干系统。

背景技术

超级电容器（又叫电化学电容器）是一种新型的电荷储备元件，具有容量大、支持大电流充放电、循环寿命长和环保无污染等优点，能提供快速的能量释放，满足高功率需求，因此超级电容器在新能源、交通运输、工业等领域有着广阔的应用前景。

对于超级电容器，电极材料是重要的组成部分，是影响超级电容器性能和生产成本的关键因素。当前研究和应用最为广泛的超级电容器电极材料是碳材料，主要包括活性炭、活性炭纤维、碳纳米管和石墨烯等。其中，活性炭材料由于具有稳定的使用寿命、低廉的价格及大规模的工业化生产基地，在目前的超级电容器产品中被广泛采用。

然而，活性炭材料极易被氧化和吸潮，从而导致碳基超级电容器内阻较大，高频特性差。超级电容器的制造商基本都采用传统电容制造工艺进行超级电容器的制造，从而在制备的各个环节中，例如制极片、裁片、装配、注液等，导致活性材料吸潮和被氧化。

虽然有部分制造商在单一工序采用了真空处理设备，但在多个制备工序以及在从一道工序转移到下一道工序的过程中，仍然在大气环境中进行，氧气和水分的问题仍然存在，严重地制约了超级电容器实现高能量、高功率密度。

但是，目前还没有一种装置，其可以有效地解决超级电容器在制备过程中容易吸潮和被氧化的问题，使得超级电容器在相邻两道工序的转移过程中可以实现无水无氧转移的要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种超级电容器用新型烘干系统，其利用真空烘干的原理进行结构设计，可以有效地解决超级电容器在制备过程中容易吸潮和被氧化的问题，不仅降低了烘干过程中的超级电容器的含氧量和含水量，并且能在隔绝空气的条件下完成相邻两道工序的衔接，使得超级电容器在相邻工序的转移过程中实现了无水无氧转移的要求，从而极大地减小超级电容器制造过程中电极吸潮和被氧化的可能性并保证批量生产的一致性，并且结构简单，有利于广泛地生产普及，具有重大的生产实践意义。

为此，本实用新型提供了一种超级电容器用新型烘干系统，包括有密封箱体1、真空泵组4和加热单元6，所述密封箱体1和真空泵组4通过一条真空管道相连接，所述加热单元6与所述密封箱体1相连接，所述密封箱体1内放置有多个超级电容器。

其中，所述密封箱体1内部具有多层空间，每层空间内放置有多个密封干燥罐2，每个所述密封干燥罐2与所述密封箱体1相连通，每个所述密封干燥罐2内放置有所述超级电容器。

其中，每个所述密封干燥罐2和密封箱体1之间设置有一个密封组件3。

其中，还包括有一个控制单元5，所述控制单元5分别与密封组件3、真空泵组4及加热单元6相连接。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种超级电容器用新型烘干系统，其利用真空烘干的原理进行结构设计，可以有效地解决超级电容器在制备过程中容易吸潮和被氧化的问题，不仅降低了烘干过程中的超级电容器的含氧量和含水量，并且能在隔绝空气的条件下完成相邻两道工序的衔接，使得超级电容器在相邻工序的转移过程中实现了无水无氧转移的要求，从而极大地减小超级电容器制造过程中电极吸潮和被氧化的可能性并保证批量生产的一致性，并且结构简单，有利于广泛地生产普及，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种超级电容器用新型烘干系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种超级电容器用新型烘干系统具体实施例的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种超级电容器用新型烘干系统具体实施例中密封箱体的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种超级电容器用新型烘干系统具体实施例中真空泵组的结构示意图；

图5为本实用新型提供的一种超级电容器用新型烘干系统具体实施例中控制单元的外观结构示意图；

图中，1为密封箱体，2为密封干燥罐，3为密封组件，4为真空泵组，5为控制单元，6为加热单元。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1，本实用新型提供了一种超级电容器用新型烘干系统，包括有中空的密封箱体1、真空泵组4和加热单元6，所述密封箱体1和真空泵组4通过一条真空管道相连接，所述加热单元6与所述密封箱体1相连接，具体为所述加热单元6安装在所述密封箱体1上，所述密封箱体1内放置有多个待真空烘干处理的超级电容器。

需要说明的是，所述真空泵组4开启后，可以将所述密封箱体1内的空间抽成真空，使得密封箱体1内的空间无氧化。而通过开启加热单元6，可以烘干所述密封箱体1内空气的含水量。因此，在所述密封箱体1内可以为超级电容器提供一个真空烘干，且实现无水无氧的环境。

参见图3，具体实现上，为了便于保存多个超级电容器，进一步提高对超级电容器的真空烘干效果，所述密封箱体1内可以分成多层空间（图3所示的情形为两层空间），每层空间可以分别与真空泵组4、加热单元6相连接，每层空间内放置有多个密封干燥罐2（图3所示为每层空间具有两个密封干燥罐2），每个所述密封干燥罐2与所述密封箱体1相连通，从而使得密封箱体1内形成用于烘干密封干燥罐2的多个空间，密封干燥罐2在每层空间内都能够单独使用，每个所述密封干燥罐2内放置有所述超级电容器。鉴于此时所述密封干燥罐2为烘干超级电容器等电阻部件的存储空间，而密封箱体1为烘干密封干燥罐2的空间，因此本实用新型对超级电容器进行了双重密封烘干，进一步提高了对超级电容器的烘干效果。

此外，为了更好地在密封干燥罐2内营造一个无氧的环境，减少氧气对超级电容器的影响，所述密封干燥罐2还可以通过一条惰性保护气体管道与外部的惰性气体输出设备（例如为一个惰性气体罐）相连接，通过输入惰性保护气体，可以降低密封干燥罐2内的含氧浓度，在由真空泵组4抽取空气时，更好地实现真空状态。

在本实用新型中，参见图2、图3，为了控制所述密封干燥罐2和所述密封箱体1之间的导通或断开，每个所述密封干燥罐2和密封箱体1之间设置有一个密封组件3（具体可以为一个阀门，例如电磁阀），在密封组件3开启时，密封箱体1与密封干燥罐2连通，具体为密封箱体1的真空管道和用于输入外部惰性保护气体的管道与所述密封干燥罐2相连通；在密封组件3关闭时，密封干燥罐2 的内部空间与外界完全隔绝。

具体实现上，在本实用新型中，所述密封干燥罐2为一端开口的桶形结构，且该密封干燥罐2的一端开口封闭连接到密封箱体1内的密封组件3上。所述密封干燥罐2的开口设有环绕该开口边缘的燕尾槽，所述燕尾槽内设有顶端露出该燕尾槽的密封胶条。

参见图4，所述真空泵组4用于将密封干燥罐2（开口端打开时，即与密封箱体1相导通时）及密封箱体1（箱门关闭时）抽成真空，从而使密封干燥罐2或者密封箱体1内的超级电容器在被烘干或相邻两道工序衔接时隔绝氧气及水汽，避免电极被氧化。

在本实用新型中，参见图2、图5，为了加强对密封干燥罐2、真空泵组4和加热单元6的控制，实现控制自动化，本实用新型还包括有一个控制单元5。所述控制单元5分别连接密封组件3（即为密封干燥罐2、抽真空管道和输入惰性保护气体管道的控制开关部分）、真空泵组4及加热单元6，从而控制密封干燥罐2的开启与闭合、真空泵组4及加热单元6的开启和关闭。该控制单元5可由程序控制，以进行整个烘干系统各部分的协调工作，从而实现超级电容器的入罐、罐入箱、烘干、出箱、出罐的各个环节控制。

具体实现上，所述控制单元5可以为一个数字信号处理器DSP或者一个单片机MCU。

在本实用新型中，所述加热单元6用于为密封箱体1加热，从而使密封箱体1内以及内部的密封干燥罐2中的超级电容器等电子元件加速烘干。具体实现上，该加热单元6包括加热板及加热控制部分，其中，所述加热板覆盖于密封箱体1的外壁上，所述加热控制部分连接到控制单元5。特别地，具体实现上，所述加热板可分成多组，每一组可由加热控制部分单独控制，从而可保证密封箱体1内的温度精度、均匀度、波动度等。

在本实用新型中，所述密封箱体1、密封干燥罐2、以及密封组件3由金属材料等刚性材料制成（例如不锈钢）。

在本实用新型中，所述密封箱体1的开口设有环绕该开口边缘的燕尾槽，所述燕尾槽内设有顶端露出该燕尾槽的密封胶条。

在本实用新型中，所述密封组件具有连接抽真空系统的控制开关，该控制开关具体为：密封组件连接到密封箱体侧壁上的抽真空管道、输入惰性保护气体管道，以及抽真空和输入惰性保护气体之间的切换装置。所述密封组件3连通真空和惰性保护气体管道，所述密封组件3上控制真空和气路切换的控制信号输入端连接到控制单元。

在本实用新型中，参见图4，所述真空泵组4包括真空泵以及通过管道连接到密封箱体的罗茨泵，所述真空泵与罗茨泵之间设有干冰过滤器和油气过滤器。

对于本实用新型提供的超级电容器新型烘干系统，其对超级电容器的具体真空烘干加工工艺包括以下步骤：

步骤一、先将待烘干的超级电容器等电子元件放在密封干燥罐2内，然后把密封干燥罐2密封好；

步骤二、再将密封干燥罐2放在干燥罐氦检漏装置上进行密封性检测，要求干燥罐的泄漏率值小于1.0×10^-6mbar·l/s;

步骤三、然后将密封干燥罐2通过密封组件3连接到密封箱体1内的抽真空管路和输入惰性保护气体管道上；

步骤四、当密封组件3全部连接完成后，通过加热单元6控制烘密封箱体1的温度，对密封干燥罐2进行加热，升温到100-180℃；

步骤五、通过控制单元5控制升温、降温和保温时间，在100～180℃下保持1～3小时后，控制单元5打开密封组件3的控制开关，密封干燥罐2通过密封箱体1上的抽真空管道连接到真空泵组4上，真空泵组4开始对密封干燥罐2抽真空，并持续抽真空1～4小时；

步骤六、当抽真空完成后，控制单元5关闭抽真空管道，切换到输入惰性保护气体的管道上，惰性保护气体输入到密封干燥罐2内，在100～180℃下持续进行2～5小时；

步骤七、当输入惰性保护气体完成后，控制单元5关闭输入惰性保护气体管道，切换到抽真空管道上，密封干燥罐2通过抽真空管道连接到真空泵组4上，真空泵组4开始对密封干燥罐2抽真空，并持续抽真空4～32小时；

步骤八、当密封罐体2 的真空值达到100Pa以下后，控制单元5进行高真空保持阶段，并在100～180℃下保持高真空2～8小时；

步骤九、当高真空保持完成后，控制单元5停止对密封箱体1加热，在降温过程中，密封干燥罐2持续保持抽真空状态；

步骤十、当密封箱体1内的密封干燥罐2降温到40℃以下后，将密封干燥罐2输入惰性保护气体或保持真空状态；

步骤十一、将密封干燥罐2转移到无水无氧的注液环境中进行下道工序的工作。

本实用新型涉及到一种超级电容器用新型烘干箱，其采用新型真空烘干方式，包括有密封箱体、用于将所述密封罐体和所述密封箱体抽真空的真空泵组、用于将所述密封箱体加热的加热单元以及控制单元，还包括具有放置超级电容器的密封罐体，其中所述密封罐体的开口密封连接到所述密封箱体，所述密封箱体和密封罐体之间还设有密封组件，所述密封组件与控制单元连接。本实用新型通过密封箱体、真空泵组、加热单元以及密封烘干罐，不仅降低了烘干过程中的超级电容器的含氧量和含水量，并且能在隔绝空气的条件下完成上、下两道工序的衔接，实现了无水无氧转移的要求，从而极大地减小超级电容器制造过程中电极吸潮和被氧化的可能性并保证批量生产的一致性。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种超级电容器用新型烘干系统，其利用真空烘干的原理进行结构设计，可以有效地解决超级电容器在制备过程中容易吸潮和被氧化的问题，不仅降低了烘干过程中的超级电容器的含氧量和含水量，并且能在隔绝空气的条件下完成相邻两道工序的衔接，使得超级电容器在相邻工序的转移过程中实现了无水无氧转移的要求，从而极大地减小超级电容器制造过程中电极吸潮和被氧化的可能性并保证批量生产的一致性，并且结构简单，有利于广泛地生产普及，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种超级电容器用新型烘干系统，其特征在于，包括有密封箱体（1）、真空泵组（4）和加热单元（6），所述密封箱体（1）和真空泵组（4）通过一条真空管道相连接，所述加热单元（6）与所述密封箱体（1）相连接，所述密封箱体（1）内放置有多个超级电容器。

2.如权利要求1所述的超级电容器用新型烘干系统，其特征在于，所述密封箱体（1）内部具有多层空间，每层空间内放置有多个密封干燥罐（2），每个所述密封干燥罐（2）与所述密封箱体（1）相连通，每个所述密封干燥罐（2）内放置有所述超级电容器。

3.如权利要求2所述的超级电容器用新型烘干系统，其特征在于，每个所述密封干燥罐（2）和密封箱体（1）之间设置有一个密封组件（3）。

4.如权利要求3所述的超级电容器用新型烘干系统，其特征在于，还包括有一个控制单元（5），所述控制单元（5）分别与密封组件（3）、真空泵组（4）及加热单元（6）相连接。

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