CN208889793U - 电芯烘烤单元及其电芯烘烤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于锂电池生产设备技术领域，提供了一种电芯烘烤单元及其电芯烘烤装置，上述电芯烘烤单元包括箱体、烘烤底座、用于控制烘烤功能的控制组件和至少一个用于夹持电芯烘烤且能够拆卸的烘烤组件，箱体与烘烤底座相连接，烘烤组件设置在箱体内，箱体相对的两侧分别设置有开口，两个开口处均设置有能够独立开关的密封门，控制组件设置于烘烤底座上。上述电芯烘烤装置包括至少两个上述电芯烘烤单元，各电芯烘烤单元层叠设置。本实用新型提供的电芯烘烤单元，其能直接对电芯接触烘烤，缩短了烘烤时间，使烘烤效率得到了提高，而且密封门能够独立开关，从而降低了箱体内温度的波动，使烘烤能耗得到减少，节能环保。

Description

电芯烘烤单元及其电芯烘烤装置

技术领域

本实用新型属于锂电池生产设备技术领域，尤其涉及一种电芯烘烤单元及其电芯烘烤装置。

背景技术

锂离子电池作为目前最主要的新能源产品之一，其具有倍率性能高、循环性好、安全、环保等优点。但是，锂离子电池的制程工序众多，时间较长，能耗较大，每个工序均对锂离子电池的性能造成影响。因此，如何优化锂离子电池制程工艺及提高锂离子电池的制程效率逐渐成为行业内的难题。其中，锂离子电池对于水分含量的要求较为严格，水分与电池中的电解液组分发生反应，消耗了锂离子，同时，电芯成膜质量差，循环寿命短。因此，如何去除电芯中的水分又尽可能的减少对材料体系的影响成为烘烤过程中需要平衡的问题。

当前，为了能够降低电池极片中的水分，通常采用电芯烘烤设备来进行烘烤，而现有的电芯烘烤设备主要采用一体式的烘箱结构，在烘烤的过程主要依靠烘箱内部的辐射传热进行加热烘烤，电芯烘烤前需要较长时间的预热过程，且开关烘箱门产生的温度波动较大，整体耗能极其严重，烘烤时间长，效率低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种电芯烘烤单元，以解决电芯烘烤温差波动大、能耗高和烘烤时间长、效率低的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种电芯烘烤单元，包括箱体、烘烤底座、用于控制烘烤功能的控制组件和至少一个用于夹持电芯烘烤且能够拆卸的烘烤组件，所述箱体与所述烘烤底座相连接，所述烘烤组件设置在所述箱体内，所述箱体相对的两侧分别设置有开口，两个所述开口处均设置有能够独立开关的密封门，所述控制组件设置于所述烘烤底座上。

优选地，所述电芯烘烤单元还包括导电结构，每个所述烘烤组件包括加热底板、支撑板、至少两个加热片和用于驱动各所述加热片夹持或松开所述电芯的烘烤调位组件，所述加热底板的两端上各设置有所述支撑板，各所述加热片设置在两个所述支撑板之间，所述烘烤调位组件连接在两个所述支撑板上，所述导电结构设置在所述加热底板和所述烘烤底座之间，所述加热底板通过所述导电结构与所述控制组件电连接。

优选地，所述烘烤调位组件包括至少一个调节螺杆和用于驱动所述调节螺杆转动的驱动电机，所述调节螺杆的两端分别活动连接在两个所述支撑板上，位于第一个或最后一个所述加热片上设置有与所述调节螺杆匹配连接的螺纹孔，所述驱动电机的转轴与所述调节螺杆的任意端相连、且所述驱动电机的本体固定在对应的所述支撑板上。

优选地，所述导电结构包括设置在所述加热底板上的第一连接器和设置在所述烘烤底座上的第二连接器，所述第二连接器等间距设置有多个，所述第一连接器和所述第二连接器匹配相连。

优选地，所述烘烤底座内设置有能够将所述烘烤组件托举并移动、使所述烘烤组件从两个所述密封门中的任意一个处输入并从另一个所述密封门处输出的升降传输机构，所述升降传输机构包括用于托举所述加热底板的支撑架、用于驱动所述支撑架往复升降的升降组件和用于驱动所述支撑架往复移动的平移组件，所述升降组件和所述平移组件均设置在所述烘烤底座内，所述升降组件设置在所述平移组件上，所述烘烤底座上设置有用于供所述支撑架移动的滑槽。

优选地，所述支撑架对称设置有两个，两个所述支撑架中的任意一个或两个上设置有用于定位所述加热底板托举位置的定位台阶。

优选地，所述箱体的侧壁和两个所述密封门内均设置有保温层。

优选地，所述箱体上设置有用于供降温气体输入的进气口和用于供降温气体排出的出气口。

优选地，所述控制组件包括设置在所述箱体侧壁上或所述烘烤底座的总电源开关、加热开关、真空开关、温度控制仪表和真空控制仪表。

本实用新型还提供了一种电芯烘箱装置，包括至少两个上述的电芯烘烤单元，各所述电芯烘烤单元层叠设置。

本实用新型所提供的一种电芯烘烤单元及其电芯烘烤装置，该电芯烘烤单元通过采用设置有能独立开关的密封门和用于夹持电芯进行加热烘烤、且能够拆卸的烘烤组件。这样，通过烘烤组件夹持电芯直接进行烘烤，使烘烤需要的时间得到了降低，提升了烘烤效率。而且密封门能够独立开关，在电芯烘烤前的输入和烘烤后的输出都是独立开启，降低了对箱体内部温度的影响，使电芯烘烤的能耗得到了降低，节能性好。而由于各电芯烘烤单元能够独立控制烘烤功能，因而，整个电芯烘烤装置可由一个人来实现多个电芯烘烤单元的操作控制，统一控制管理，可实现连续的烘烤进料和出料，有利于电芯烘烤作业的持续进行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的电芯烘烤装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电芯烘烤单元的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的烘烤组件的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的另一方位下烘烤组件的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的烘烤底座的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的电芯烘烤单元处于进料状态下的示意图；

图7是本实用新型实施例提供的电芯烘烤单元处于出料状态下的示意图。

附图标记说明：

1、电芯烘烤单元；11、箱体；12、烘烤底座；13、密封门；14、烘烤组件；141、加热底板；142、支撑板；143、加热片；144、烘烤调位组件；1441、调节螺杆；1442、驱动电机；15、升降传输机构；151、支撑架；152、滑槽；153、定位台阶；16、控制组件；161、总电源开关；162、加热开关；163、真空开关；164、温度控制仪表；165、真空控制仪表；181、第一连接器；182、第二连接器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。

另外，本实用新型实施例中若有“上”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的用语，其为基于常规放置状态或使用状态，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的电芯烘烤单元1，包括箱体11、烘烤底座12、用于控制烘烤功能的控制组件16，和至少一个用于夹持电芯烘烤且能够拆卸的烘烤组件14，箱体11与烘烤底座12相连接。在实际设置当中，可将箱体11直接固定连接在烘烤底座12的顶面上，也可以将烘烤底座12连接在箱体11的内部。而该烘烤组件12设置在箱体11内，并在箱体11相对的两侧分别设置有开口，两个开口处均设置有能够独立开关的密封门13。两个密封门12中的一个用于进料时开启使用，另一个用于出料时开启使用，而且一个开启时，另一个则保持密封关闭状态。控制组件16设置在烘烤底座12上，通过操作该控制组件16来对整个电芯烘烤单元1的烘烤功能进行对应的调节控制(如烘烤温度、烘烤时间、箱内的真空度等)，无需借助其他的控制设备，操作控制方便性好。该电芯烘烤单元1由于设置有烘烤组件14，而烘烤组件14在对电芯进行烘烤时，能够将电芯夹持，直接接触加热，从而提高了热传导效率高，缩短了烘烤所需要的时间，使电芯的烘烤效率得到了提升，克服了传统通过热辐射进行烘烤所存在的烘烤时间长、效率低的使用缺陷。而且电芯烘烤单元1通过设置有能够独立开启的密封门13，从而在向箱体11内装入待烘烤的电芯或是将烘烤完成后的电芯输出时，都只需开启对应的密封门13即可，无需将整个箱体11打开，操作方便性好，还能降低对箱体11内部温度所造成的波动，使箱体11内部温度保持较为平稳的状态，进而减少了烘烤时的电能消耗，节能环保。

具体地，如图1和图3所示，在本实用新型实施例中，电芯烘烤单元还包括导电结构，该烘烤组件14包括加热底板141、支撑板142、至少两个加热片143和用于驱动各加热片143夹持或松开电芯的烘烤调位组件144，加热底板14的两端上各设置有支撑板142，各加热片143设置在两个支撑板142之间，烘烤调位组件144连接在两个支撑板142上，加热底板141通过该导电结构与烘烤底座12电连接。通过这样的设置，使各加热片143设置在两个支撑板142之间、且由烘烤调位组件144统一活动连接，并且各加热片143与加热底板141滑动接触，从而能够在加热底板141上往复滑动。加热底板141内部设置有电路系统，当通过导电结构与烘烤底座12实现电连接之后，便可以消耗电能而发热，并将热量传导到各加热片143上。安装时，将待烘烤的电芯放置在各加热片143之间，然后，由烘烤调位组件144调整各加热片143之间的间隔，使加热片143紧贴在电芯上而实现加热烘烤。各加热片143之间的夹紧或松开由烘烤调位组件144统一调整控制，操作方便性好。

具体地，如图3和图4所示，该烘烤调位组件144包括至少一个调节螺杆1441和用于驱动调节螺杆1441转动的驱动电机1442，调节螺杆1441的两端分别活动连接在两个支撑板142上，位于第一个或最后一个加热片143上设置有与调节螺杆1441匹配连接的螺纹孔，驱动电机1442的转轴与调节螺杆1441的任意端相连、且驱动电机1442的本体固定在对应的支撑板142上。这样设置，由于调节螺杆1441与位于第一个或最后一个的加热片143之间为螺纹连接，而其余的加热片143则设置为光孔，活动套设在调节螺杆1441上，与调节螺杆1441之间无螺纹连接关系。从而，通过驱动电机1442来驱使调节螺杆1441的正反转运动，便能够实现驱使位于第一个或最后一个加热片143的移动，并由第一个或最后一个的加热片143来推动其余的加热片143移动贴紧电芯，进而能够实现各加热片143之间的夹紧或是松开，确保能够直接烘烤电芯，提升烘烤效果。另外，可还可在与夹紧方向相同的一端处，在位于最前端的加热片143与支撑板142之间也设置有待烘烤的电芯。

具体地，如图1至图4所示，在本实用新型实施为了提高夹持电芯的稳定可靠性，可将调节螺杆1441设置有两个，而位于第一个或最后一个的加热片143上对称设置有两个螺纹孔，其余的加热片143上则对应设置有两个无螺纹的通孔。两个调节螺杆1441分别与对应的螺纹孔相连接，而且，两个调节螺杆1441上分别对应连接有驱动电机1442，两个驱动电机1442同步转动。这样，通过两个调节螺杆1441来对各加热片143的位置进行限制，并统一调整控制，使各加热片143的往复移动可靠性得到增强。而且，各装入的电芯位于两个调节螺杆1441之间，使该两个调节螺杆1441还起到了限定电芯安装位置的作用，能够确保电芯装入后位置的稳定性。

具体地，作为烘烤调位组件144结构的另一种实现方式，还可将烘烤调位组件144设置成通过弹簧来将各加热片143串接，再通过在两个支撑板142上或其中的一个上设置有推顶件来推动端头处的加热片143，进而能够带动各加热片143合拢夹紧电芯。而当需要松开时，使推顶件不再作用在加热片143上，此时，各加热片143在弹簧力的驱动下而松开。此种设置方式，通过能够可靠实现夹紧电芯或是松开电芯。当然，为了确保各加热片143移动的平稳性，可在两个支撑板142之间连接有导杆，导杆活动穿过所有的加热片143，而弹簧可以套设在导杆上并，并逐个设置在各加热片143之间。从而，能够实现各加热片143的自动松开。

具体地，如图4和图5所示，在本实用新型实施例中，导电结构包括设置在加热底板141上的第一连接器181和设置在烘烤底座12上的第二连接器182，第一连接器181和第二连接器182匹配相连，从而，能够实现烘烤底座12与烘烤组件14之间的电连接。而且，由于在同一个箱体11中，能够同时容纳放置多个烘烤组件14，因而，将第二连接器182等间距设置有多个，使不同的烘烤组件与对应位置处的第二连接器182匹配相连，能够满足多个烘烤组件14与烘烤底座12同时相连的使用需求。

具体地，如图2、图6和图7所示，在本实用新型实施例中，烘烤底座12上设置有能够将烘烤组件14托举并移动、使烘烤组件14从两个密封门13中的任意一个中输入并从另一个所述密封门中输出的升降传输机构15，该升降传输机构15包括用于托举加热底板141的支撑架151、用于驱动支撑架151往复升降的升降组件(图中未示出)和用于驱动支撑架151往复移动的平移组件(图中未示出)，升降组件和平移组件均设置在烘烤底座12内，升降组件设置在平移组件上，烘烤底座12上设置有用于供支撑架151移动的滑槽152。由于，升降组件和平移组件均为现有能够实现往复升缩运动的结构(如气缸或滚珠丝杆或皮带轮结构或滑块滑轨结构等)，因而，在此并不对二者的结构进行赘述。而通过这样的设置，在需要将装满有电芯的烘烤组件14输入到箱体11内进行烘烤时，如图6所示，通过升降组件驱动支撑架151上升，然后将烘烤组件14放置在支撑架151上，随后平移组件驱使支撑架151在滑槽152内水平移动，进而支撑架151能够带动烘烤组件14一起向箱内的方向移动，并在移动到位后，支撑架151下降，使第一连接器181和第二连接器182匹配相连，即可实现一个烘烤组件14的输入安装。随后支撑架151反向平移复位进行下一个工作循环。而在需要将烘烤完成的电芯输出时，如图7所示，将支撑架151首先平移到最靠近出口处的烘烤组件14的下方，然后将该烘烤组件14向上托举并平移输出。实际操作过程中，在输入烘烤设备时，升降传输机构15按照由烘箱出口至进口侧的顺序依次放置烘烤组件14；而在将烘烤完成后，升降传输机构15按照从出口到进口侧的顺序依次将烘烤组件14输出。而输出后，将烘烤完成的电芯从烘烤组件14上拆卸，烘烤组件14便可用于下一批电芯的烘烤。

具体地，通过将烘烤组件14与烘烤底座12之间设置为可拆卸连接，并结合设置的升降传输机构15。从而，在电芯在烘烤前，将电芯统一装入到烘烤组件14内后，再由升降传输机构15将烘烤组件14传输到箱体11内，并与烘烤底座12实现电连接。在烘烤完成后，通过升降传输机构15便能将烘烤组件14与烘烤底座12分离并传输至箱体11外。此种，通过升降传输机构15来用于电芯烘烤前烘烤组件14的自动输入和烘烤后的自动输出，无需人工手动打开整个箱体11操作，便能够进一步降低箱体11内的温度波动，而且，也能够使电芯的烘烤效率得到提高。

具体地，如图2、图6和图7所示，为了确保托举烘烤组件14的平稳性，将该支撑架151对称设置有两个。从而，能够从加热底板141的两端进行托举。并且，为了确保烘烤组件14放置在支撑架151位置的准确性，可采用在两个支撑架151中的任意一个或两个上设置有用于定位加热底板141托举位置的定位台阶153。这样，当将加热底板141放置在支撑架151上后，能够通过定位台阶153来导向限定放置的位置，确保放置位置的准确性。

具体地，在实际设置当中，为了满足升降传输机构15能够顺利往复平移，当支撑架151收缩后，可以是完全收缩在烘烤底座12的内部，并在烘烤底座12的内部平移至指定位置再由滑槽152内上升。当然，也可以是在烘烤底座上设置有支撑凸台，用于支撑放置后的烘烤组件14，并使放置后的烘烤组件14的两端与烘烤底座12的顶面具有间隔而不是完全贴合，以满足支撑架151的移动空间需求。该支撑凸台的设置以确保烘烤底座12与烘烤组件14之间可靠实现电连接为前提。

具体地，在本实用新型实施例中，在箱体11的侧壁和两个密封门13内均设置有保温层(图中未示出)。该保温层由隔热性能好的材料制成(如石英棉)，能够起到良好地隔热效果，减少箱体11内热量的损失，降低温度波动，起到了降低烘烤能耗的作用。

具体地，箱体11上设置有用于供降温气体输入的进气口(图中未示出)和用于供降温气体排出的出气口(图中未示出)。由于在烘烤结束后，箱体11内还具有较高的温度，不便于将烘烤组件14输出后直接进行电芯拆卸的操作。因而，通过此种设置，便可以在烘烤结束后，由进气口向箱体11内输入干燥的降温气体(如氮气)，并由出气口排出，通过循环流动地降温气体来带走箱内的温度。而且该降温其为干燥气体，因而不会对电芯的烘烤质量造成影响。

具体地，如图1所示，在本实用新型实施例中，控制组件16包括设置在箱体11侧壁上或烘烤底座12上的总电源开关161、加热开关162、真空开关163、温度控制仪表164和真空控制仪表165。这样，烘烤前，在箱体11内装满烘烤组件14后，关闭两侧的密封门13，设置烘烤温度和真空度，并可通过温度控制仪表164和真空控制仪表165来直观获取相应的数值，然后烘烤组件14将电芯夹紧，开始加热烘烤。而在烘烤结束后，首先关闭加热，烘烤组件14夹紧松开，停止抽真空，并向箱体11内通入循环干燥降温气体(氮气)，用于对电芯进行冷却。待电芯冷却后，关闭循环降温气体，打开出口侧的密封门13，由升降传输机构15将烘烤组件14输出。该控制组件16的设置，实现了烘烤功能的使用控制，而且设置在箱体11的同一位置处，操作方便性好。

本实用新型实施例中所提供的电芯烘烤单元1，通过在箱体11上设置能够独立开关的密封门13，从而，电芯的存放和取出无需将整个箱体11打开，减少了箱体11内热量的损失，温度波动小，使烘烤能耗得到了降低。而设置的烘烤组件14能够夹持电芯进行烘烤，电芯直接接触烘烤，缩短了烘烤的时间，提高了烘烤的效率。并且，烘烤组件14能够从烘烤底座12上拆卸，结合升降传输机构15，实现了电芯烘烤前的自动输入和烘烤后的自动输出，无需将整个箱体11开启，能够进一步降低箱体11内温度的波动，节能环保。

如图1所示，本实用新型实施例中还提供了一种电芯烘烤装置，包括至少两个上述的电芯烘烤单元1，并使各电芯烘烤单元1层叠设置。这样，可组合形成一个具有多层烘烤结构的电芯烘烤装置。而由于每个电芯烘烤单元1之间的控制相互独立，互不干扰。因而，组合在一起使用，各电芯烘烤单元1之间的烘烤功能互不干扰，且由一个人就能够实现多个电芯烘烤单元1的操作控制，统一控制管理，可实现连续的烘烤进料和出料，避免由大批量电池一起烘烤带来的烘烤结束电芯积压以及产能受限等问题，使电芯烘烤作业能够持续平稳进行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电芯烘烤单元，其特征在于，包括箱体、烘烤底座、用于控制烘烤功能的控制组件和至少一个用于夹持电芯烘烤且能够拆卸的烘烤组件，所述箱体与所述烘烤底座相连接，所述烘烤组件设置在所述箱体内，所述箱体相对的两侧分别设置有开口，两个所述开口处均设置有能够独立开关的密封门，所述控制组件设置于所述烘烤底座上。

2.如权利要求1所述的电芯烘烤单元，其特征在于，所述电芯烘烤单元还包括导电结构，每个所述烘烤组件包括加热底板、支撑板、至少两个加热片和用于驱动各所述加热片夹持或松开所述电芯的烘烤调位组件，所述加热底板的两端上各设置有所述支撑板，各所述加热片设置在两个所述支撑板之间，所述烘烤调位组件连接在两个所述支撑板上，所述导电结构设置在所述加热底板和所述烘烤底座之间，所述加热底板通过所述导电结构与所述控制组件电连接。

3.如权利要求2所述的电芯烘烤单元，其特征在于，所述烘烤调位组件包括至少一个调节螺杆和用于驱动所述调节螺杆转动的驱动电机，所述调节螺杆的两端分别活动连接在两个所述支撑板上，位于第一个或最后一个所述加热片上设置有与所述调节螺杆匹配连接的螺纹孔，所述驱动电机的转轴与所述调节螺杆的任意端相连、且所述驱动电机的本体固定在对应的所述支撑板上。

4.如权利要求2所述的电芯烘烤单元，其特征在于，所述导电结构包括设置在每个所述加热底板上的第一连接器和设置在所述烘烤底座上的第二连接器，所述第二连接器等间距设置有多个，所述第一连接器和所述第二连接器匹配相连。

5.如权利要求2至4中任一项所述的电芯烘烤单元，其特征在于，所述烘烤底座内设置有能够将所述烘烤组件托举并移动、使所述烘烤组件从两个所述密封门中的任意一个处输入并从另一个所述密封门处输出的升降传输机构，所述升降传输机构包括用于托举所述加热底板的支撑架、用于驱动所述支撑架往复升降的升降组件和用于驱动所述支撑架往复移动的平移组件，所述升降组件和所述平移组件均设置在所述烘烤底座内，所述升降组件设置在所述平移组件上，所述烘烤底座上设置有用于供所述支撑架移动的滑槽。

6.如权利要求5所述的电芯烘烤单元，其特征在于，所述支撑架对称设置有两个，两个所述支撑架中的任意一个或两个上设置有用于定位所述加热底板托举位置的定位台阶。

7.如权利要求1至4中任一项所述的电芯烘烤单元，其特征在于，所述箱体的侧壁和两个所述密封门内均设置有保温层。

8.如权利要求1至4中任一项所述的电芯烘烤单元，其特征在于，所述箱体上设置有用于供降温气体输入的进气口和用于供降温气体排出的出气口。

9.如权利要求1至4中任一项所述的电芯烘烤单元，其特征在于，所述控制组件包括设置在所述箱体侧壁上或所述烘烤底座上的总电源开关、加热开关、真空开关、温度控制仪表和真空控制仪表。

10.一种电芯烘箱装置，其特征在于，包括至少两个如权利要求1至9中任一项所述的电芯烘烤单元，各所述电芯烘烤单元层叠设置。