CN206959519U - 一种锂离子电池电芯烘干生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池电芯烘干生产线。该生产线包括氮气流通管道、两组前门窗、至少两组电芯小车、两组左右运车装置、两组内衬体、至少两组侧门窗、至少两组手套箱、抽真空管道、机架和两组后门窗；所述前门窗、侧门窗和后门窗的结构完全相同；一组左右运车装置与两组前门窗配合，另一组左右运车装置与两组后门窗配合。该生产线在烘烤过程中无须人工搬运、烘烤过程始终不与外界接触且能够均匀烘烤锂离子电池电芯，提高自动化水平，避免了电芯的二次污染。

Description

一种锂离子电池电芯烘干生产线

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池生产领域，具体为一种锂离子电池电芯烘干生产线。

背景技术

如今锂能及锂能设备在人们生活中扮演的角色日益重要。在锂离子电池生产过程中，将正负极片辊压绕卷再放入电池盒之后，须对锂电池电芯极片组进行烘烤干燥。众所周知，水分对锂电池的性能影响是最大的，因此在锂离子电池注液前需要将电芯内部的水分去除，以免影响锂电池质量。但在实际烘烤工作中无法对电芯的水分含量与温度变化进行实际测量，因此对烘烤的时间与工作温度选择具有盲目性，极易影响电芯质量甚至报废。

传统烘烤时温度均匀性差，影响了电芯的一致性，在周转的过程中，也使得电芯再次暴露在大气环境中，水分杂质容易对电芯造成二次污染。因此提供一种在电芯烘烤工艺中无须人工搬运、烘烤过程始终不与外界接触且能够均匀烘烤锂离子电池电芯的生产线成为现有技术中亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种锂离子电池电芯烘干生产线。该生产线在烘烤过程中无须人工搬运、烘烤过程始终不与外界接触且能够均匀烘烤锂离子电池电芯，提高自动化水平，避免了电芯的二次污染。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种锂离子电池电芯烘干生产线，其特征在于该生产线包括氮气流通管道、两组前门窗、至少两组电芯小车、两组左右运车装置、两组内衬体、至少两组侧门窗、至少两组手套箱、抽真空管道、机架和两组后门窗；所述前门窗、侧门窗和后门窗的结构完全相同；一组左右运车装置与前门窗配合，另一组左右运车装置与后门窗配合；

所述氮气流通管道一端伸入内衬体内部，与内框体连接，另一端外接氮气加热系统；

所述电芯小车包括转动挂钩、转轴、转轴支架、小车平板、固定挂钩、电芯挡板、车轮支架、电池盒、小气缸接板和车轮；所述电芯小车前后两端分别安装有转动挂钩和固定挂钩；所述转动挂钩与另一辆电芯小车的固定挂钩相配合；所述小车平板上安装有电池盒；所述转轴支架安装在小车平板下表面，通过转轴与转动挂钩铰链连接；所述小车平板中部安装有小气缸接板；所述小车平板下表面安装有车轮支架；所述车轮支架上安装有车轮；所述电芯挡板下端与小车平板连接，侧面与电池盒连接；

所述左右运车装置包括运车电机、主动齿轮、从动齿轮、丝杠套筒、丝杠、直线轴承、L板、小L板、小气缸、推拉气缸、前后移动板、上导轨、上滑块、上导轨安装板、丝杠减速器、滚珠丝杠、减速器安装板、下导轨、下滑块、下导轨安装板、小车轨道、小气缸导轨、压紧板和运车架体；所述运车电机安装在运车架体上，运车电机上安装有主动齿轮；所述丝杠套筒安装在L板上，L板安装在运车架体上；所述丝杠套筒与丝杠相配合；所述丝杠上安装有从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮相配合；所述L板与丝杠之间安装有直线轴承；所述丝杠前端安装有小L板，小L板与小气缸连接；所述小L板下安装有小滑轮，小滑轮与小气缸导轨配合；所述减速器安装板安装在运车架体上；所述丝杠减速器安装在减速器安装板上；所述丝杠减速器安装有滚珠丝杠，滚珠丝杠与上导轨安装板连接；下导轨安装板上安装有下导轨；所述下滑块与上导轨安装板连接，且与下导轨相配合；上导轨安装板上端安装有上导轨；前后移动板下端安装有上滑块，上滑块与上导轨相配合；推拉气缸安装在上导轨安装板上；前后移动板上安装有两条小车轨道和压紧板；

所述内衬体包括内衬密封缸、内框体、衬体内导轨和框体支腿；所述框体支腿固定在机架上；内衬密封缸位于内衬体内部；所述内框体位于内衬密封缸内部；所述衬体内导轨安装在内框体上；每组内衬体上均安装有至少一组侧门窗，侧门窗与内衬体之间通过密封条密封；

所述侧门窗包括侧门板、门体框、密封条、闸板、闸板连接架、转臂、长销轴、滑套、滑动轴、滑动轴承支座、气缸接杆、第一导轨条、第二导轨条、第三导轨条、第四导轨条、门板密封条、法兰盘、O型圈、侧门窗气缸；门体框与内衬体连接；侧门板与门体框连接；所述门体框安装在机架上；侧门板与门体框连接；门体框与内衬体连接并通过密封条密封；所述第一导轨条、第二导轨条、第三导轨条和第四导轨条分别安装在侧门板的侧面；所述闸板安装有闸板连接架；所述侧门板与第四导轨条之间安装有门板密封条；所述长销轴与闸板连接架铰链连接；所述闸板的左右两端面上安装有滑动轴承支座，滑动轴承支座安装有轴承，轴承能够在第一导轨条与第二导轨条之间滑动；侧门窗气缸安装在侧门板上，其输出端与气缸接杆的上端连接；所述气缸接杆与滑动轴固定连接；所述滑动轴端部安装有滑套，滑套能够在第三导轨条与第四导轨条之间滑动；所述长销轴与滑动轴通过转臂铰链连接；所述侧门窗气缸通过法兰盘与O型圈和侧门板连接；

所述手套箱固定在侧门窗的闸门的外部；

所述抽真空管道一端伸入内衬体内部，与内框体连接，另一端外接真空系统；

所述后门窗与内衬体连接，后门窗与内衬体之间通过密封条密封。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：

(1)该生产线在烘烤过程中无须人工搬运、烘烤过程始终不与外界接触且能够均匀烘烤锂离子电池电芯，提高自动化水平，避免了在电芯的污染。

(2)采用两组内衬体，加快了电芯的烘干效率。电芯小车可在左右运车装置上横向移动选择处于未使用状态的那组内衬体，并通过纵向移动进入内衬体中，内衬体中与氮气流通管道和抽真空管道连接通，可使电芯烘烤与抽真空工艺同时在一个箱体内完成；并且通过在电芯小车内部粘贴的温度传感器实时对烘烤的电芯进行温度监测；通过侧门窗与手套箱对电芯进行水分与杂质的检测，此工艺避免了将锂离子电池再次暴露在空气中，防止了空气对锂离子电池的二次污染；电芯小车在内衬体中没有带传动、齿轮传动等相关的传动装置，不用考虑烘烤中温度和压力的特殊要求给传动机构带来的影响，提高了电芯的烘烤可靠性，提高了生产效率。

(3)氮气流通管道深入内衬体内，其作用为输送热氮气对电芯进行烘烤，以排出电芯内的水分，氮气作为保护气体十分纯净且对电芯无污染，并将冷氮气再输送出去。抽真空管道的作用为将内衬体内的气体排出，以达到真空状态，往复以上过程数次便可完成电芯的烘烤过程。

附图说明

图1为本实用新型锂离子电池电芯烘干生产线的一种实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型锂离子电池电芯烘干生产线的一种实施例的电芯小车主视结构示意图；

图3为本实用新型锂离子电池电芯烘干生产线的一种实施例的电芯小车俯视结构示意图；

图4为本实用新型锂离子电池电芯烘干生产线的一种实施例的左右运车装置整体结构示意图；

图5为本实用新型锂离子电池电芯烘干生产线的一种实施例的内衬体主视结构示意图；

图6为本实用新型锂离子电池电芯烘干生产线的一种实施例的侧门窗主视结构示意图；

图7为本实用新型锂离子电池电芯烘干生产线的一种实施例的侧门窗左视结构示意图；(图中：1、氮气流通管道；2、前门窗；3、电芯小车；3.1、转动挂钩；3.2、转轴；3.3、转轴支架；3.4、小车平板；3.5、固定挂钩；3.6、电芯挡板；3.7、车轮支架；3.8、电池盒；3.9、小气缸接板；3.10、车轮；4、左右运车装置；4.1、运车电机；4.2、主动齿轮；4.3、从动齿轮；4.4丝杠套筒；4.5、丝杠；4.6、直线轴承；4.7、L板；4.8、小L板；4.9、小气缸；4.10、推拉气缸；4.11、前后移动板；4.12、上导轨；4.13、上滑块；4.14、上导轨安装板；4.15、丝杠减速器；4.16、滚珠丝杠；4.17、减速器安装板；4.18、下导轨；4.19、下滑块；4.20、下导轨安装板；4.21、小车轨道；4.22、小气缸导轨；4.22、压紧板；4.23、运车架体；5、内衬体；5.1、内衬密封缸；5.2、内框体；5.3、衬体内导轨；5.4框体支腿；6、侧门窗；6.1、侧门板；6.2、门体框；6.3、密封条；6.4、闸板；6.5、闸板连接架；6.6转臂；6.7、长销轴；6.8、滑套；6.9、滑动轴；6.10、滑动轴承支座；6.11气缸接杆；6.12、第一导轨条；6.13、第二导轨条；6.14、第三导轨条；6.15、第四导轨条；6.16、门板密封条；6.17法兰盘；6.18、O型圈；6.19、侧门窗气缸；7、手套箱；8、抽真空管道；9、机架；10、后门窗)

具体实施方式

下面给出本实用新型的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本申请权利要求的保护范围。

本实用新型提供了一种锂离子电池电芯烘干生产线(参见图1-7，简称生产线)，其特征在于该生产线包括氮气流通管道1、两组前门窗2、至少两组电芯小车3、两组左右运车装置4、两组内衬体5、至少两组侧门窗6、至少两组手套箱7、抽真空管道8、机架9和两组后门窗10；所述前门窗2、侧门窗6和后门窗10的结构完全相同；一组左右运车装置4与两组前门窗2配合，另一组左右运车装置4与两组后门窗10配合；

所述氮气流通管道1一端伸入内衬体5内部，与内框体5.2连接，另一端外接氮气流通系统，用于为内衬体5内部输入热氮气烘烤电芯小车3内的电芯，再将冷氮气排出，循环往复；

所述电芯小车3包括转动挂钩3.1、转轴3.2、转轴支架3.3、小车平板3.4、固定挂钩3.5、电芯挡板3.6、车轮支架3.7、电池盒3.8、小气缸接板3.9和车轮3.10；所述电芯小车3前后两端分别安装有转动挂钩3.1和固定挂钩3.5；所述转动挂钩3.1可转动，能够与另一辆电芯小车3的固定挂钩3.5相配合；所述小车平板3.4上安装有电池盒3.8，电池盒3.8由铝合金压弯制成，待烘烤的电芯间隔布置在电池盒3.8内；所述转轴支架3.3安装在小车平板3.4下表面，通过转轴3.2与转动挂钩3.1铰链连接；所述小车平板3.4中部安装有小气缸接板3.9；所述小车平板3.4下表面安装有车轮支架3.7；所述车轮支架3.7上安装有车轮3.10；所述电芯挡板3.6下端与小车平板3.4连接，侧面与电池盒3.8连接，起到固定电池盒3.8的作用；

所述左右运车装置4能够提供横向与纵向两种移动方式，其动力源分别为丝杠减速器4.15与推拉气缸4.10；电芯小车3可从前一工位横向移动至两组内衬体5中的一组的前端，然后纵向移动至内衬体5内部；所述左右运车装置4包括运车电机4.1、主动齿轮4.2、从动齿轮4.3、丝杠套筒4.4、丝杠4.5、直线轴承4.6、L板4.7、小L板4.8、小气缸4.9、推拉气缸4.10、前后移动板4.11、上导轨4.12、上滑块4.13、上导轨安装板4.14、丝杠减速器4.15、滚珠丝杠4.16、减速器安装板4.17、下导轨4.18、下滑块4.19、下导轨安装板4.20、小车轨道4.21、小气缸导轨4.22、压紧板4.22和运车架体4.23；所述运车电机4.1安装在运车架体4.23上，运车电机4.1上安装有主动齿轮4.2；所述丝杠套筒4.4安装在L板4.7上，L板4.7安装在运车架体4.23上；所述丝杠套筒4.4与丝杠4.5相配合；所述丝杠4.5上安装有从动齿轮4.3，从动齿轮4.3与主动齿轮4.2相配合；所述L板4.7与丝杠4.5之间安装有直线轴承4.6；所述丝杠4.5前端安装有小L板4.8，小L板4.8与小气缸4.9连接；所述小L板4.9下安装有小滑轮，小滑轮与小气缸导轨4.22配合，小L板4.9通过小滑轮能够在小气缸导轨4.22上滑动；所述减速器安装板4.17安装在运车架体4.23上；所述丝杠减速器4.15安装在减速器安装板4.17上；所述丝杠减速器4.15安装有滚珠丝杠4.16，滚珠丝杠4.16与上导轨安装板4.14连接；下导轨安装板4.20上安装有下导轨4.18；所述下滑块4.19与上导轨安装板4.14连接，且与下导轨4.18相配合；上导轨安装板4.14上端安装有上导轨4.12；前后移动板4.11下端安装有上滑块4.13，上滑块4.13与上导轨4.12相配合；推拉气缸4.10安装在上导轨安装板4.14上；前后移动板4.11上安装有两条小车轨道4.21和压紧板4.22；电芯小车3可在小车轨道4.21上移动，压紧板4.22与电芯小车3接触起到稳定小车运行的作用；

所述内衬体5包括内衬密封缸5.1、内框体5.2、衬体内导轨5.3和框体支腿5.4；所述框体支腿5.4固定在机架9上，用于支撑内衬体5；内衬密封缸5.1位于内衬体5内部，在电芯烘烤时完全密封；所述内框体5.2位于内衬密封缸5.1内部，内框体5.2用于热氮气在内衬密封缸5.1内的流通；所述衬体内导轨5.3安装在内框体5.2上，用于为电芯小车3在内衬密封缸5.1内的运动提供轨道；所述内衬体5在前门窗2和后门窗10关闭的状态下是完全密闭的；

所述侧门窗6包括侧门板6.1、门体框6.2、密封条6.3、闸板6.4、闸板连接架6.5、转臂6.6、长销轴6.7、滑套6.8、滑动轴6.9、滑动轴承支座6.10、气缸接杆6.11、第一导轨条6.12、第二导轨条6.13、第三导轨条6.14、第四导轨条6.15、门板密封条6.16、法兰盘6.17、O型圈6.18、侧门窗气缸6.19；门体框6.2与内衬体5连接；侧门板6.1与门体框6.2连接；所述门体框6.2安装在机架9上；侧门板6.1与门体框6.2连接；门体框6.2与内衬体5连接并通过密封条6.3密封；所述第一导轨条6.12、第二导轨条6.13、第三导轨条6.14和第四导轨条6.15分别安装在侧门板6.1的侧面；所述闸板6.4安装有闸板连接架6.5；所述侧门板6.1与第四导轨条6.15之间安装有门板密封条6.16；所述长销轴6.7与闸板连接架6.5铰链连接；所述闸板6.4的左右两端面上安装有滑动轴承支座6.10，滑动轴承支座6.10安装有轴承，轴承能够在第一导轨条6.12与第二导轨条6.13之间滑动；侧门窗气缸6.19安装在侧门板6.1上，其输出端与气缸接杆6.11的上端连接；所述气缸接杆6.11与滑动轴6.9固定连接；所述滑动轴6.9端部安装有滑套6.8，滑套6.8能够在第三导轨条6.14与第四导轨条6.15之间滑动；所述长销轴6.7与滑动轴6.9通过转臂6.5铰链连接；所述侧门窗气缸6.19通过法兰盘6.17与O型圈6.18和侧门板6.1连接。

每组内衬体5上均安装有至少一组侧门窗6，侧门窗6与内衬体5之间通过密封条密封，隔绝烘烤箱内外的空气流通；

所述手套箱7固定在侧门窗6的闸门的外部，通过侧门窗6的闸门与内衬体5连通，能够使电芯试验样品安全的放进和取出，电芯试验样品为每辆电芯小车上烘烤的电芯之一，可通过侧门窗6开启的状态下在无氧无水环境中测试烘烤电芯的样本含水量，以确保电芯烘烤过程的正常进行；

所述抽真空管道8一端伸入内衬体5内部，与内框体5.2连接，另一端外接抽真空设备，用于将内衬体5内部抽真空；

所述后门窗10与内衬体5连接，后门窗10与内衬体5之间通过密封条密封，隔绝烘烤箱内外的空气流通。

本实用新型锂离子电池电芯烘干生产线的工作原理和工作流程是：

1)待烘烤的锂离子电池电芯由电芯小车3的电池盒3.6盛放，通过左右运车装置4的丝杠减速器4.15使电芯小车3横向移动，到达处于未使用状态的那组内衬体5的前端；

2)左右运车装置4上的小气缸4.9向上推起时，可与电芯小车3上的小气缸接板3.9连接，可通过丝杠4.5的移动来带动电芯小车3，运车电机4.1带动主动齿轮4.2转动，主动齿轮4.2带动从动齿轮4.3，从动齿轮4.3与丝杠套筒4.4连接；通过推拉气缸4.10将电芯小车3推至内衬体5前端。此时前门窗2开启，后一辆电芯小车3前端的固定挂钩3.5会与前一个的电芯小车3上的转动挂钩3.1配合，然后小气缸4.9向下反推动，使小气缸4.9脱离电芯小车3；在满足内衬体5长度的前提下可同时进行若干辆电芯小车3同时烘烤。

3)当所有的电芯小车3都进入到内衬体5后，前门窗气关闭，内衬体5处于完全密封状态，此时外部抽真空装置开启，通过抽真空管道8对内衬体5进行抽真空。抽真空结束后，氮气流通系统开始工作，通过氮气流通管道1在内衬体5内部输入热氮气，对电芯进行烘烤；此次烘烤结束后，再通过氮气流通系统将冷氮气排除，抽真空与氮气交互过程进行3到5次后，完成电芯的烘烤过程。在电芯小车3进入内衬体5后，通过侧门窗6与手套箱7在电芯小车3内部粘贴温度传感器，可随时在生产线外部观察内衬体5内极片的温度变化；并可在烘烤的过程中可通过手套箱7对电芯进行人工质检，随时对极片的烘烤过程进行监控。电芯小车3下端安装有车轮3.10，电芯小车3可在衬体内导轨5.3上运动；

4)烘烤结束后，后门窗10开启，通过另一组左右运车装置4将烘烤完成的电芯小车3逐个移出。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims (2)

1.一种锂离子电池电芯烘干生产线，其特征在于该生产线包括氮气流通管道、两组前门窗、至少两组电芯小车、两组左右运车装置、两组内衬体、至少两组侧门窗、至少两组手套箱、抽真空管道、机架和两组后门窗；所述前门窗、侧门窗和后门窗的结构完全相同；一组左右运车装置与前门窗配合，另一组左右运车装置与后门窗配合；

所述氮气流通管道一端伸入内衬体内部，与内框体连接，另一端外接氮气加热系统；

所述电芯小车包括转动挂钩、转轴、转轴支架、小车平板、固定挂钩、电芯挡板、车轮支架、电池盒、小气缸接板和车轮；所述电芯小车前后两端分别安装有转动挂钩和固定挂钩；所述转动挂钩与另一辆电芯小车的固定挂钩相配合；所述小车平板上安装有电池盒；所述转轴支架安装在小车平板下表面，通过转轴与转动挂钩铰链连接；所述小车平板中部安装有小气缸接板；所述小车平板下表面安装有车轮支架；所述车轮支架上安装有车轮；所述电芯挡板下端与小车平板连接，侧面与电池盒连接；

所述左右运车装置包括运车电机、主动齿轮、从动齿轮、丝杠套筒、丝杠、直线轴承、L板、小L板、小气缸、推拉气缸、前后移动板、上导轨、上滑块、上导轨安装板、丝杠减速器、滚珠丝杠、减速器安装板、下导轨、下滑块、下导轨安装板、小车轨道、小气缸导轨、压紧板和运车架体；所述运车电机安装在运车架体上，运车电机上安装有主动齿轮；所述丝杠套筒安装在L板上，L板安装在运车架体上；所述丝杠套筒与丝杠相配合；所述丝杠上安装有从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮相配合；所述L板与丝杠之间安装有直线轴承；所述丝杠前端安装有小L板，小L板与小气缸连接；所述小L板下安装有小滑轮，小滑轮与小气缸导轨配合；所述减速器安装板安装在运车架体上；所述丝杠减速器安装在减速器安装板上；所述丝杠减速器安装有滚珠丝杠，滚珠丝杠与上导轨安装板连接；下导轨安装板上安装有下导轨；所述下滑块与上导轨安装板连接，且与下导轨相配合；上导轨安装板上端安装有上导轨；前后移动板下端安装有上滑块，上滑块与上导轨相配合；推拉气缸安装在上导轨安装板上；前后移动板上安装有两条小车轨道和压紧板；

所述内衬体包括内衬密封缸、内框体、衬体内导轨和框体支腿；所述框体支腿固定在机架上；内衬密封缸位于内衬体内部；所述内框体位于内衬密封缸内部；所述衬体内导轨安装在内框体上；每组内衬体上均安装有至少一组侧门窗，侧门窗与内衬体之间通过密封条密封；

所述侧门窗包括侧门板、门体框、密封条、闸板、闸板连接架、转臂、长销轴、滑套、滑动轴、滑动轴承支座、气缸接杆、第一导轨条、第二导轨条、第三导轨条、第四导轨条、门板密封条、法兰盘、O型圈、侧门窗气缸；门体框与内衬体连接；侧门板与门体框连接；所述门体框安装在机架上；侧门板与门体框连接；门体框与内衬体连接并通过密封条密封；所述第一导轨条、第二导轨条、第三导轨条和第四导轨条分别安装在侧门板的侧面；所述闸板安装有闸板连接架；所述侧门板与第四导轨条之间安装有门板密封条；所述长销轴与闸板连接架铰链连接；所述闸板的左右两端面上安装有滑动轴承支座，滑动轴承支座安装有轴承，轴承能够在第一导轨条与第二导轨条之间滑动；侧门窗气缸安装在侧门板上，其输出端与气缸接杆的上端连接；所述气缸接杆与滑动轴固定连接；所述滑动轴端部安装有滑套，滑套能够在第三导轨条与第四导轨条之间滑动；所述长销轴与滑动轴通过转臂铰链连接；所述侧门窗气缸通过法兰盘与O型圈和侧门板连接；

所述手套箱固定在侧门窗的闸门的外部；

所述抽真空管道一端伸入内衬体内部，与内框体连接，另一端外接真空系统；

所述后门窗与内衬体连接，后门窗与内衬体之间通过密封条密封。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯烘干生产线，其特征在于电池盒由铝合金制成。