CN205536918U - 一种锂离子电池真空干燥炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于锂离子电池生产设备技术领域，尤其涉及一种锂离子电池真空干燥炉，包括炉体、加热机构和加热控制单元，所述加热机构设置于所述炉体内，所述加热机构电性连接于所述加热控制单元，所述加热机构包括托盘和加热件，所述托盘包括底板、压块和电池放置部，所属加热件设置于所述底板，所述压块设置于所述电池放置部的外周缘。与现有技术相比，本实用新型具有操作简便、升温速度快、干燥时间短、干燥效果佳、干燥效率高的优势。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池生产设备技术领域，尤其涉及一种锂离子电池真空干燥炉。
背景技术
在锂离子电池生产过程中，极片、极卷和电芯都需要经过干燥工序进行干燥处理以去除水分，尤其是在注入电解液前，对未密闭封口的电池进行干燥，去除水分是非常必要的。因为锂离子电池电解液是不含水分子的有机物，水的存在对电池有极大危害，会引起电池发热和爆炸；而当电池极片所含水分超标时，会与电解液进行副反应，对电池造成破坏性影响，例如电池容量偏低，电池发生鼓胀，电池内阻偏低，尺寸偏大，循环性能降低等等。
其中，电池干燥除水一般是在干燥炉里进行，而现有干燥炉主要分为两大类，第一类是真空干燥炉，即在干燥过程中保持真空，降低水的沸点，然后通过通入干燥气体（通常为氮气），与干燥炉内气体进行置换，从而达到去除水分的目的；第二类是通过控制外部环境，干燥炉与外部环境连通，干燥过程中通过不断的把外部水分含量低的气体与箱内气体置换，从而达到去除水分的目的。
使用上述两类干燥炉进行除水时，第一类需要专门的真空设备及氮气源作为支持，且对箱体密封性能要求较高，干燥过程中需要耗费大量的真空和氮气资源，导致干燥成本较高，另外加热是通过热辐射进行传递的，干燥炉不同区域温差较大，干燥效果较差；第二类是需要控制外部环境湿度，需要额外的设备对环境的湿度进行控制，同时热量无法回收，构成对能源的浪费，干燥成本较高。
也就是说，目前行业内的电池用真空干燥设备存在以下几个共同的问题：
1）、升温速度慢、干燥时间长，导致干燥效率低；
2）、干燥效果不佳，存在加热不均匀的问题；主要体现为干燥后电池水含量超出标准，且每个电池的干燥效果不一致；
3）、干燥设备耗能大，干燥成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足而提供一种操作简便、升温速度快、干燥时间短、干燥效果佳、干燥效率高的锂离子电池真空干燥炉。
为了实现上述目的，本实用新型提供以下解决方案：
一种锂离子电池真空干燥炉，包括炉体、加热机构和加热控制单元，所述加热机构设置于所述炉体内，所述加热机构电性连接于所述加热控制单元，所述加热机构包括托盘和加热件，所述托盘包括底板、压块和电池放置部，所述加热件设置于所述底板，所述压块设置于所述电池放置部的外周缘。
其中，炉体可以保持密封，抽真空后能够保持真空度；压块起固定电池作用，长度可调，因此，可以通过压块调整电池放置部的大小以适用于不同尺寸的电池，压块和托盘的材质为导热良好的金属，比如铝、铝合金、铜等。加热件一般设置在托盘的底板，其作用是给托盘加热，提高干燥温度。此外，炉体内壁、压块均可以设置加热件，这样可以提高升温速度，缩短加热时间。
作为本实用新型的进一步改进，所述加热机构还包括固定件、压板和设置于所述压板下表面的弹性装置，所述压板设置于所述托盘的上方，所述压板通过所述固定件压紧固定于所述托盘。其中，当气缸压紧压板后，固定件可以固定压板位置，保证电芯与压板接触良好。设置弹性装置的目的是使压板压紧电池后保证电池受力均一。压板的作用的是与电芯接触，内置有加热件，材质也是导热良好的金属材质，如铝合金，铜等。
所述炉体内部设置有若干层，每一层均设置有电源插座和导向装置。
所述托盘底部设置有与所述导向装置相配合的滑轨，所述托盘侧部设置有与所述电源插座相配合的电源插头。导向装置与托盘底部的滑轨相配合，有利于托盘在箱体中移动和更换。托盘采用插拔式供电，生产时可以准备两套托盘，在第一炉电池干燥结束前可以将第二炉电池放入托盘中，当第一炉电池干燥出炉后就可以将第二炉电池直接插入干燥炉中，大大节省时间，提高了干燥效率。
作为本实用新型的进一步改进，所述炉体内部还设置有温度传感器，所述温度传感器与所述加热控制单元电性连接。炉体内壁设置温度传感器可以随时检测和监控干燥炉的温度，温度过高或者过低时可以通过加热控制单元进行调节。
所述加热件为加热丝、加热管、加热板或加热云母。它们具有良好的加热性能，可以减少升温时间。
所述压块和所述压板均为导热金属块。例如铝块、铜块或铝合金块，这些金属块其导热性能良好，可以缩短导热时间。
作为本实用新型的进一步改进，所述托盘设置有透气通孔。这样能有效地增加干燥炉内部气体的流动性，从而实现良好的干燥效果，更充分地将电池中含的水分烘烤出来从而降低电池中的水分，以达到规定标准。
作为本实用新型的进一步改进，所述透气通孔设置为圆形，孔径大小为2~6mm。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型包括炉体、加热机构和加热控制单元，加热机构设置于炉体内，加热机构电性连接于加热控制单元，加热机构包括托盘和加热件，托盘包括底板、压块和电池放置部，加热件设置于底板，压块设置于电池放置部的外周缘，该干燥炉具有升温速度快、干燥时间短、干燥效果佳、干燥效率高的优势。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图之一。
图2为本实用新型的结构示意图之二。
图3为本实用新型中加热机构的结构示意图。
图4为本实用新型中加热机构的俯视图之一。
图5为本实用新型中加热机构的俯视图之二。
图中：1-炉体；11-电源插座；12-导向装置；2-加热机构；21-托盘；211-底板；212-压块；213-电池放置部；214-滑轨；215-电源插头；216-透气通孔；22-加热件；23-固定件；24-压板；3-加热控制单元；4-温度传感器。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式和说明书附图对本实用新型及其有益效果作进一步详细说明，但是，本实用新型的具体实施方式并不局限于此。
如图1~5所示，一种锂离子电池真空干燥炉，包括炉体1、加热机构2和加热控制单元3，加热机构2设置于炉体1内，加热机构2电性连接于加热控制单元3，加热机构2包括托盘21和加热件22，托盘21包括底板211、压块212和电池放置部213，加热件22设置于底板211，压块212设置于电池放置部213的外周缘。
其中，炉体1可以保持密封，抽真空后能够保持真空度；压块212起固定电池作用，长度可调，因此，可以通过压块212调整电池放置部213的大小以适用于不同尺寸的电池；压块212和托盘21的材质为导热良好的金属，比如铝、铝合金、铜等，这些金属块其导热性能良好，可以缩短导热时间。加热件22的作用是给托盘21加热，加热件22可以为加热丝、加热管、加热板或加热云母，它们具有良好的加热性能，可以减少升温时间，提高干燥温度。此外，炉体1内壁、压块212均可以设置加热件22，这样可以提高升温速度，缩短加热时间。
优选的，加热机构2还包括固定件23、压板24和设置于压板24下表面的弹性装置，压板24设置于托盘21的上方，压板24通过固定件23压紧固定于托盘21。其中，当气缸压紧压板24后，固定件23可以固定压板24位置，保证电芯与压板24接触良好。设置弹性装置的目的是使压板24压紧电池后保证电池受力均一。压板24的作用的是与电芯接触，内置有加热件22，材质也是导热良好的金属材质，如铝合金，铜等。其中，炉体1内部设置有若干层，每一层均设置有电源插座11和导向装置12。托盘21底部设置有与导向装置12相配合的滑轨214，托盘21侧部设置有与电源插座11相配合的电源插头215。导向装置12与托盘21底部的滑轨214相配合，有利于托盘21在箱体中移动和更换。托盘21采用插拔式供电，生产时可以准备两套托盘21，在第一炉电池干燥结束前可以将第二炉电池放入托盘21中，当第一炉电池干燥出炉后就可以将第二炉电池直接插入干燥炉中，大大节省时间，提高了干燥效率。
优选的，炉体1内部还设置有温度传感器4，温度传感器4与加热控制单元3电性连接。炉体1内壁设置温度传感器4可以随时检测和监控干燥炉的温度，温度过高或者过低时可以通过加热控制单元3进行调节。
优选的，托盘21设置有圆形透气通孔216，孔径大小为5mm。这样能有效地增加干燥炉内部气体的流动性，从而实现良好的干燥效果，
更充分地将电池中含的水分烘烤出来从而降低电池中的水分，以达到规定标准。
本实用新型的工作原理如下：
将装有待干燥电芯的托盘21沿导向装置12推进炉体中后，先通过抽气管道对炉体1内部进行抽真空处理，待炉腔中的真空度达到一定要求后，将托盘21中的电源插头215插进电源插座11，通过加热丝对炉腔中的电芯进行加热烘烤，烘烤温度为85℃，大约烘烤4h，当烘烤结束后，拔电出炉；然后将另一装有待干燥电芯的托盘21沿导向装置12推进炉体中，插电继续烘烤，往复循环，这样可大大节省干燥时间，提高干燥效率。
对本实用新型锂离子电池真空干燥炉和传统真空干燥炉进行实验测试，测试结果见表1。
表1 测试结果对比表
| 项目 | 升温时间 | 85℃真空干燥所需时间 | 极片水分含量 |
| 传统真空干燥炉 | 1.5h | 36h | 700ppm |
| 本实用新型真空干燥炉 | 5min | ≤4h | 500ppm |
由表1可知，与传统真空干燥炉相比，本实用新型真空干燥炉具有升温速度快、干燥时间短、干燥效果佳的优势。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (9)
1.一种锂离子电池真空干燥炉，其特征在于：包括炉体（1）、加热机构（2）和加热控制单元（3），所述加热机构（2）设置于所述炉体（1）内，所述加热机构（2）电性连接于所述加热控制单元（3），所述加热机构（2）包括托盘（21）和加热件（22），所述托盘（21）包括底板（211）、压块（212）和电池放置部（213），所述加热件（22）设置于所述底板（211），所述压块（212）设置于所述电池放置部（213）的外周缘。
2.根据权利要求1所述锂离子电池真空干燥炉，其特征在于：所述加热机构（2）还包括固定件（23）、压板（24）和设置于所述压板（24）下表面的弹性装置（25），所述压板（24）设置于所述托盘（21）的上方，所述压板（24）通过所述固定件（23）压紧固定于所述托盘（21）。
3.根据权利要求1或2所述锂离子电池真空干燥炉，其特征在于：所述炉体（1）内部设置有若干层，每一层均设置有电源插座（11）和导向装置（12）。
4.根据权利要求3所述锂离子电池真空干燥炉，其特征在于：所述托盘（21）底部设置有与所述导向装置（12）相配合的滑轨（214），所述托盘（21）侧部设置有与所述电源插座（11）相配合的电源插头（215）。
5.根据权利要求3所述锂离子电池真空干燥炉，其特征在于：所述炉体（1）内部还设置有温度传感器（4），所述温度传感器（4）与所述加热控制单元（3）电性连接。
6.根据权利要求1所述锂离子电池真空干燥炉，其特征在于：所述加热件（22）为加热丝、加热管、加热板或加热云母。
7.根据权利要求2所述锂离子电池真空干燥炉，其特征在于：所述压块（212）和所述压板（24）均为导热金属块。
8.根据权利要求1所述锂离子电池真空干燥炉，其特征在于：所述托盘（21）设置有透气通孔（216）。
9.根据权利要求8所述锂离子电池真空干燥炉，其特征在于：所述透气通孔（216）设置为圆形，孔径大小为2~6mm。
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