CN206878125U - 极片冷却系统 - Google Patents

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李克强
陈炜烽
沈超强
吴祖钰
朱涛声
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Abstract

本实用新型提供了一种极片冷却系统，其包括：冷却柜；收卷机构，设置在冷却柜内，用于收卷待冷却的极片；冷却机构，设置在冷却柜内且与收卷的极片相对，并向极片输送干燥的冷却气体；检测机构，设置于冷却柜并与收卷的极片的端面相对，以检测极片的温度和湿度；以及抽气机构，与冷却柜连通。在极片的收卷过程中，冷却机构不断的向极片输送干燥的冷却气体，冷却气体流经极片并带走热量和水分，然后在抽气机构的作用下排出冷却柜。而检测机构能够时刻监测极片的温度和湿度，实现对极片冷却过程的实时监控。因此，本实用新型的极片冷却系统能够有效的冷却极片，避免因极片温升过高而导致的活性锂含量下降，保证极片的品质，降低安全隐患。

Description

极片冷却系统
技术领域
本实用新型涉及电池生产领域，尤其涉及一种极片冷却系统。
背景技术
随着清洁能源的迅速发展以及国家对新能源汽车领域的政策扶持，具有高电压、高能量密度和长循环寿命的锂电池备受瞩目。但由于锂电池内部的固体电解质膜(SEI,Solid Electrolyte Interface)的形成损耗了部分锂离子，导致电池的能量密度和容量等性能降低。目前，采用外部补充锂离子的极片补锂技术正日趋成熟。
然而，补锂后的极片需要收卷，而在极片的收卷过程中，补充的锂容易与空气反应生成锂离子，锂离子自发嵌入到极片表面的活性材料中，此过程产热且持续时间长，导致极片收卷温度飙升，温度过高则将影响活性锂含量并且带来较大的安全隐患。
实用新型内容
鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种极片冷却系统，其能有效的冷却极片，避免因极片温升过高而导致的活性锂含量下降，保证极片的品质，降低安全隐患。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种极片冷却系统，其包括：冷却柜；收卷机构，设置在冷却柜内，用于收卷待冷却的极片；冷却机构，设置于冷却柜且与收卷的极片相对，并向极片输送干燥的冷却气体；检测机构，设置在冷却柜内并与收卷的极片的端面相对，以检测极片的温度和湿度；以及抽气机构，与冷却柜连通。
本实用新型的有益效果如下：
在根据本实用新型的极片冷却系统中，先将极片牵引到冷却柜内并固定到收卷机构，收卷机构转动以收卷极片；在收卷的过程中，冷却机构不断的向极片输送干燥的冷却气体，冷却气体流经极片并带走热量和水分，然后在抽气机构的作用下排出冷却柜。而检测机构能够时刻监测极片的温度和湿度，实现对极片冷却过程的实时监控。因此，本实用新型的极片冷却系统能够有效的冷却极片，避免因极片温升过高而导致的活性锂含量下降，保证极片的品质，降低安全隐患。
附图说明
图1为根据本实用新型的极片冷却系统的一实施例的示意图；
图2为图1所示的极片冷却系统的另一示意图；
图3为根据本实用新型的极片冷却系统的冷却组件的正视图；
图4为根据本实用新型的极片冷却系统的冷却组件的后视图；
图5为根据本实用新型的极片冷却系统的收卷机构的示意图；
图6为根据本实用新型的极片冷却系统的接料机构的示意图；
图7为根据本实用新型的极片冷却系统的另一实施例的示意图；
图8为图7所示的极片冷却系统的另一示意图；
图9为根据本实用新型的极片冷却系统的冷却机构的后风盘的示意图；
图10为根据本实用新型的极片冷却系统的冷却机构的前风盘的示意图；
图11为根据本实用新型的极片冷却系统的冷却机构的前风盘与后风盘的断面图；
图12为根据本实用新型的极片冷却系统的冷却机构的前风盘与挡板的示意图；
图13为根据本实用新型的极片冷却系统的又一实施例的示意图。
其中，附图标记说明如下：
1冷却柜 352热交换器出气口
2收卷机构 4检测机构
21气胀轴 41滑台
22卷筒 42滑块
3冷却机构 43温湿度传感器
31冷却组件 44温湿度表
311多通接头 5抽气机构
3111接口 6接料机构
312冷却管 61接料平台
3121冷却口 62气缸
32前风盘 621驱动轴
321喷气孔 63压块
33后风盘 P极片
331进气口 C冷却通道
34挡板 G凹槽
35热交换器
351热交换器进气口
具体实施方式
下面参照附图来详细说明本实用新型的极片冷却系统。
参照图1至图13，根据本实用新型的极片冷却系统包括：冷却柜1；收卷机构2，设置在冷却柜1内，用于收卷待冷却的极片P；冷却机构3，设置于冷却柜1且与收卷的极片P相对，并向极片P输送干燥的冷却气体；检测机构4，设置在冷却柜1内并与收卷的极片P的端面相对，以检测极片P的温度和湿度；以及抽气机构5，与冷却柜1连通。
在根据本实用新型的极片冷却系统中，先将极片P牵引到冷却柜1内并固定到收卷机构2，收卷机构2转动以收卷极片P；在收卷的过程中，冷却机构3不断的向极片P输送干燥的冷却气体，冷却气体流经极片P并带走热量和水分，然后在抽气机构5的作用下排出冷却柜1。而检测机构4能够时刻监测极片P的温度和湿度，实现对极片P冷却过程的实时监控。因此，本实用新型的极片冷却系统能够有效的冷却极片P，避免因极片P温升过高而导致的活性锂含量下降，保证极片P的品质，降低安全隐患。
在根据本实用新型的极片冷却系统中，冷却柜1为可开式的密闭柜。冷却机构3输送的冷却气体的湿度≤2％。
在根据本实用新型的极片冷却系统中，所述极片冷却系统优选用于冷却补锂后的极片。
在根据本实用新型的极片冷却系统中，参照图5，收卷机构2包括气胀轴21以及套设在气胀轴21上的卷筒22。将极片P卷绕在卷筒22上后，气胀轴21在外部气源的驱动下膨胀以与卷筒22固定连接，然后带动卷筒22转动，以实现极片P的收卷。气胀轴21可以直接枢转地设置在冷却柜1上，也可以在冷却柜1设置工作台，然后将气胀轴21枢转地设置在工作台上。
在根据本实用新型的极片冷却系统中，参照图1、图2、图7、图8和图13，所述极片冷却系统还包括：接料机构6，设置于冷却柜1内。具体地，参照图6，接料机构6包括：接料平台61，固定于冷却柜1且具有上下延伸的通孔，待冷却的极片P从接料平台61上侧穿过后卷绕在收卷机构2上；气缸62，固定在接料平台61下侧，且气缸62具有穿过通孔的驱动轴621；以及压块63，设置于接料平台61上方且与驱动轴621相连。当极片P需要接带或极片P因设备异常而断带时，气缸62通过驱动轴621带动压块63下压，以将极片P压在接料平台61上。
在根据本实用新型的极片冷却系统中，所述极片冷却系统还包括多个辊轮，以引导极片P的收卷。
在根据本实用新型的极片冷却系统中，参照图1、图7、图8和图13，检测机构4包括：滑台41，设置在冷却柜1内；滑块42，滑动设置在滑台41上，且沿卷绕在收卷机构2上的极片P的径向滑动；温湿度传感器43，固定在滑块42上且与卷绕在收卷机构2上的极片P的端面相对；以及温湿度表44，固定于冷却柜1并显示温湿度传感器43检测的温度和湿度。滑台41上设有与滑块42配合的滑轨或滑槽，滑轨或滑槽的延伸方向与极片P的径向相同。滑块42在外部电机的驱动下沿着滑台41往复运动，因此固定在滑块42上的温湿度传感器43能够测量极片P在不同卷径下的温度和湿度。温湿度传感器43检测的温度和湿度可以通过温湿度表44显示，以便于工作人员监控冷却过程。滑台41可以直接固定于冷却柜1，也可以直接套设在气胀轴21上(可通过支架固定，不随气胀轴21转动)。温湿度传感器43为非接触式传感器。
在根据本实用新型的极片冷却系统中，收卷的极片P沿轴向形成两个端面，冷却机构3和检测机构4可以与同一个端面相对，也可以分别与不同的端面相对。冷却机构3和检测机构4的位置依需求而定。
在根据本实用新型的极片冷却系统中，所述极片冷却系统还包括：控制机构，与冷却机构3、检测机构4及抽气机构5通信连接。检测机构4检测到的温度和湿度传输到控制机构，当检测到的温度和湿度超标时，控制机构能够自动调节冷却机构3和抽气机构5(例如，调节冷却机构3的进气阀门和抽气机构5的抽气阀门的开度)，以提高冷却的速率。温湿度传感器43检测的温度和湿度也是通过控制机构来传输到温湿度表44，当温湿度传感器43检测到的温度和湿度超标时，温湿度表44会显示出警报信息。
在根据本实用新型的极片冷却系统的一实施例中，参照图2，冷却机构3包括多个冷却组件31，固定在收卷机构2上且沿收卷机构2的周向均匀布置。均匀布置的多个冷却组件31能够提高冷却的均匀性。
具体地，参照图3和图4，各冷却组件31包括：多通接头311，固定在收卷机构2上，且具有多个相互连通的接口3111，其中一个接口3111与外部冷却气源连通；以及一些冷却管312，分别与多通接头311剩余的接口3111连通，且各冷却管312具有与收卷的极片P相对的多个冷却口3121。气胀轴21上可设有多个突出的安装块，所述多个安装块沿气胀轴21的周向均匀布置，而各冷却组件31的多通接头311可通过螺栓固定于对应的安装块。外部冷却气源提供的冷却干燥气体可经由多通接头311进入冷却管312，然后经由冷却管312的冷却口3121喷出，喷出气体的流向与收卷的极片P的轴向相同。各冷却管312的冷却口3121喷出的冷却干燥气体流经极片P后带走热量和水分。
在根据本实用新型的极片冷却系统的另一实施例中，参照图7至图11，冷却机构3包括套设在收卷机构2上的前风盘32和后风盘33(前风盘32和后风盘33套设在气胀轴21上且不随气胀轴21转动)；后风盘33固定于冷却柜1，前风盘32与后风盘33密封连接且与后风盘33围成冷却通道C；后风盘33具有连通外部冷却气源和冷却通道C的进气口331；前风盘32具有沿周向均匀分布的多列喷气孔321，各列的多个喷气孔321沿径向布置；各喷气孔321与冷却通道C连通且与卷绕在收卷机构2上的极片P相对。外部冷却气源提供的冷却干燥气体经由进气口331和冷却通道C从多个喷气孔321喷出，喷出气体的流向与收卷的极片P的轴向相同。各喷气孔321喷出的冷却干燥气体流经极片P后带走热量和水分。喷气孔321的布置方式能够提高冷却的均匀性。
前风盘32和后风盘33可通过螺栓固定在一起。参照图12，前风盘32的前端面具有多个沿周向均匀分布的凹槽G，且各列喷气孔321分别设置在对应凹槽G的底部(也就是说，一个凹槽G的底部至少布置有一列喷气孔321，优选一个凹槽G对应一列喷气孔321)；冷却机构3还包括能够插入凹槽G的挡板34。在一个凹槽G内插入挡板34后，挡板将凹槽G的底部地喷气孔321堵住，因此，可以通过在部分凹槽G内插入挡板34来调控前风盘32喷射出的气体量。优选地，参照图12，凹槽G和挡板34为扇形。
在根据本实用新型的极片冷却系统的又一实施例中，参照图13，冷却机构3包括热交换器35，设置于冷却柜1外部。其中，热交换器35具有热交换器进气口351和热交换器出气口352，热交换器进气口351与外部冷却气源连通，热交换器出气口352与冷却柜1密封连通并与收卷的极片P相对。
热交换器35能够对外部冷却气源提供的冷却干燥气体进行降温处理，因此经由热交换器出气口352进入冷却柜1的低温气体(-15℃～20℃)能够更好的吸收热量，提高极片P的冷却效率。
热交换器出气口352喷出气体的流向与收卷的极片P的轴向相同。

Claims (10)

1.一种极片冷却系统，其特征在于，包括：
冷却柜(1)；
收卷机构(2)，设置在冷却柜(1)内，用于收卷待冷却的极片(P)；
冷却机构(3)，设置于冷却柜(1)且与收卷的极片(P)相对，并向极片(P)输送干燥的冷却气体；
检测机构(4)，设置在冷却柜(1)内并与收卷的极片(P)的端面相对，以检测极片(P)的温度和湿度；以及
抽气机构(5)，与冷却柜(1)连通。
2.根据权利要求1所述的极片冷却系统，其特征在于，收卷机构(2)包括气胀轴(21)以及套设在气胀轴(21)上的卷筒(22)。
3.根据权利要求1所述的极片冷却系统，其特征在于，冷却机构(3)包括多个冷却组件(31)，固定在收卷机构(2)上且沿收卷机构(2)的周向均匀布置。
4.根据权利要求3所述的极片冷却系统，其特征在于，各冷却组件(31)包括：
多通接头(311)，固定在收卷机构(2)上，且具有多个相互连通的接口(3111)，其中一个接口(3111)与外部冷却气源连通；以及
一些冷却管(312)，分别与多通接头(311)剩余的接口(3111)连通，且各冷却管(312)具有与收卷的极片(P)相对的多个冷却口(3121)。
5.根据权利要求1所述的极片冷却系统，其特征在于，
冷却机构(3)包括套设在收卷机构(2)上的前风盘(32)和后风盘(33)；
后风盘(33)固定于冷却柜(1)，前风盘(32)与后风盘(33)密封连接且与后风盘(33)围成冷却通道(C)；
后风盘(33)具有连通外部冷却气源和冷却通道(C)的进气口(331)；
前风盘(32)具有沿周向均匀分布的多列喷气孔(321)，各列的多个喷气孔(321)沿径向布置；
各喷气孔(321)与冷却通道(C)连通且与卷绕在收卷机构(2)上的极片(P)相对。
6.根据权利要求5所述的极片冷却系统，其特征在于，
前风盘(32)的前端面具有多个沿周向均匀分布的凹槽(G)，且各列喷气孔(321)分别设置在对应凹槽(G)的底部；
冷却机构(3)还包括能够插入凹槽(G)的挡板(34)。
7.根据权利要求1所述的极片冷却系统，其特征在于，
冷却机构(3)包括热交换器(35)，设置于冷却柜(1)外部；
热交换器(35)具有热交换器进气口(351)和热交换器出气口(352)，热交换器进气口(351)与外部冷却气源连通，热交换器出气口(352)与冷却柜(1)密封连通并与收卷的极片(P)相对。
8.根据权利要求1所述的极片冷却系统，其特征在于，所述极片冷却系统用于冷却补锂后的极片。
9.根据权利要求1所述的极片冷却系统，其特征在于，检测机构(4)包括：
滑台(41)，设置在冷却柜(1)内；
滑块(42)，滑动设置在滑台(41)上，且沿卷绕在收卷机构(2)上的极片(P)的径向滑动；
温湿度传感器(43)，固定在滑块(42)上且与卷绕在收卷机构(2)上的极片(P)的端面相对；以及
温湿度表(44)，固定于冷却柜(1)并显示温湿度传感器(43)检测的温度和湿度。
10.根据权利要求1所述的极片冷却系统，其特征在于，
所述极片冷却系统还包括：接料机构(6)，设置于冷却柜(1)内；
接料机构(6)包括：
接料平台(61)，固定于冷却柜(1)且具有上下延伸的通孔，待冷却的极片(P)从接料平台(61)上侧穿过后卷绕在收卷机构(2)上；
气缸(62)，固定在接料平台(61)下侧，且气缸(62)具有穿过通孔的驱动轴(621)；以及
压块(63)，设置于接料平台(61)上方且与驱动轴(621)相连。
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