CN209295632U - 锂电池电芯干燥设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池电芯干燥设备，其包括密封通气装置、加热装置、压力检测装置和抽气装置，所述密封通气装置的第一端可与锂电池电芯外壳上设置的通孔连通，所述密封通气装置的第二端与所述抽气装置连通；所述加热装置用于对锂电池电芯进行加热；所述压力检测装置用于检测锂电池电芯的内外压力值或压力差。本实用新型结构简单、烘烤时间短、干燥效率高及能耗小。

Description

锂电池电芯干燥设备

技术领域

本实用新型涉及锂电池电芯制造设备技术领域，尤其涉及一种锂电池电芯干燥设备。

背景技术

在锂电池的制造过程中，锂电池电芯在注液前都需要进行电芯干燥工序，锂电池电芯干燥是锂电池制造过程中重要步骤，因水分对电池寿命、内阻、容量和放电时间有着致命的影响，因而，在锂电池电芯制造过程中对水分的控制至关重要，尤其在注液前锂电池电芯水分控制更需要确保万无一失。现有技术的锂电池的电芯干燥方法通常是将若干锂电池电芯放置在大空间的烘烤箱内，在保持某一温度条件下，对所述烘烤箱抽真空，以间接地对所述若干锂电池电芯的内腔同时进行抽真空，然后充入氮气并保持若干分钟，如此循环几次，使得若干所述锂电池电芯达到所需的干燥度。然而，现有的该类烘烤箱结构复杂，烘烤过程中能耗较大，烘烤时间长，生产效率低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、烘烤时间短、干燥效率高的锂电池电芯干燥设备。

本实用新型提供了一种锂电池电芯干燥设备，其包括密封通气装置、加热装置、压力检测装置和抽气装置，所述密封通气装置的第一端可与锂电池电芯外壳上设置的通孔连通，所述密封通气装置的第二端与所述抽气装置连通；所述加热装置用于对锂电池电芯进行加热；所述压力检测装置用于检测锂电池电芯的内外压力值或压力差。

优选地，所述密封通气装置为吸盘或通气管。

优选地，所述通气管包括主管、抽气管及热气源连接管；所述主管的第一端与所述热气源连接管及所述抽气管相连，所述主管的第二端用于与所述通孔连通；所述抽气管与所述抽气装置连接，所述热气源连接管用于与热气源连接，以向所述内腔输送用于干燥所述锂电池电芯的干燥气体。

优选地，所述通气管包括分别设置的抽气管及热气源连接管，所述抽气管用于与所述抽气装置及所述通孔连接，以对所述内腔进行抽气；所述热气源连接管用于与热气源及所述通孔连接，以向所述内腔输送用于干燥所述锂电池电芯的干燥气体。

优选地，所述锂电池电芯干燥设备还包括保护壳体，所述保护壳体用于包覆所述锂电池电芯，以保持所述锂电池电芯的温度。

优选地，所述锂电池电芯干燥设备还包括保护罩，所述保护罩用于包覆所述锂电池电芯，以保持锂电池电芯内外压力差，防止抽气时变形。

优选地，所述保护罩与所述抽气装置相连通，以通过所述抽气装置对所述保护罩进行抽气。

优选地，所述锂电池电芯干燥设备还包括密封壳体，所述密封壳体用于包容所述锂电池电芯外壳上的所述通孔并与所述密封通气装置连接，所述密封通气装置经由所述密封壳体所形成的密封空间与所述内腔连通。

优选地，所述抽气管或/和热气源连接管上设置有开关，所述开关用于控制所述抽气管或/和热气源连接管上的气路通断。

优选地，所述锂电池电芯干燥设备还包括正压气源，所述正压气源与锂电池电芯的内腔连通，所述正压气源用于向所述内腔输送用于干燥所述锂电池电芯的干燥气体。

优选地，所述锂电池电芯干燥设备还包括：电芯壳体形变控制部件，用于控制所述锂电池电芯的壳体在抽气时产生的形变。

优选地，所述电芯形变控制部件为真空吸盘或磁力吸盘。

优选地，所述锂电池电芯干燥设备还包括密封件，所述密封件用于对干燥完成的锂电池电芯的通孔进行密封。

综上所述，本实用新型所述的锂电池电芯干燥设备包括密封通气装置、加热装置、压力检测装置和抽气装置，所述密封通气装置的第一端可与锂电池电芯外壳上设置的通孔连通，所述密封通气装置的第二端与所述抽气装置连通；所述加热装置用于对锂电池电芯进行加热；所述压力检测装置用于检测锂电池电芯的内外压力值或压力差。此种干燥设备结构简单，通过锂电池电芯的通孔从内腔抽气的方式，能够迅速将电芯内的水蒸气(水分)排除，烘烤时间短，干燥效率高，能耗小，同时还避免了现有技术中将若干个锂电池电芯同时放在一个烤箱内时，所述锂电池电芯之间相互影响的问题。

附图说明

图1为本实用新型第一种实施例的锂电池电芯干燥设备与锂电池配合时的结构示意图。

图2为本实用新型第二种实施例的去掉保护壳体后的锂电池电芯干燥设备与锂电池配合时的结构示意图。

图3为本实用新型第三种实施例的去掉保护壳体后的锂电池电芯干燥设备与锂电池配合时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。

实施例1

请参阅图1，本实用新型提供了一种锂电池电芯干燥设备，用于对锂电池电芯100进行干燥，所述锂电池电芯包括外壳101，所述外壳101设置有与所述锂电池电芯100的内腔相连通的通孔102。在本实施例中，所述通孔102为锂电池电芯的注液孔。可以理解的是，所述通孔102也可以为设置在所述外壳101其它区域的孔，在此不做具体限定。所述内腔是指所述锂电池电芯的内部空间。

所述锂电池电芯干燥设备包括密封通气装置1、加热装置、压力检测装置和抽气装置(图中未示出)，所述密封通气装置1的第一端可与所述通孔102连通，所述密封通气装置1的第二端与所述抽气装置连通，以将所述内腔中的气体抽出。其中，所述密封通气装置1可以为吸盘、通气管或者其它能够通气的通气装置。在本实施例中，所述密封通气装置1为通气管，所述通气管可以为直线状的管体、曲线状的管体、三通管或者具有三个以上管口的管体等，其形状及结构在此不做具体限定。

优选地，所述通气管包括主管2、抽气管3及热气源连接管4。所述主管2的第一端与所述热气源连接管4及所述抽气管3相连，所述主管2的第二端用于与锂电池电芯100的内腔连通。在本实施例中，所述主管2用于与所述锂电池电芯4外壳上的所述通孔102连接并与所述内腔连通。所述主管2、抽气管3及热气源连接管4为一体成型结构，且所述主管2、抽气管3及热气源连接管4的横截面均呈圆环形，因而三者不容易分开，便于使用者使用，而且避免管与管之间的连接处容易因连接不稳固而漏气的问题。

可以理解的是，所述主管2、抽气管3及热气源连接管4三者之间也可以通过可拆卸连接的方式连接在一起。因此，所述主管2、抽气管3及热气源连接管4三者之间的连接方式在此不做具体限定。此外，所述主管2、抽气管3及热气源连接管4的横截面的形状可以根据需要进行设置，例如，可以是三角形、四边形或其它多边形等。其中，为了使连接不容易漏气，所述主管2、抽气管3及热气源连接管4优选为具有弹性的胶管。

所述抽气管3与所述抽气装置连接，以将所述内腔中的气体抽出。所述抽气装置可以为真空泵或者真空泵组等。为了能够快速地抽气，所述抽气装置优选为真空泵组，因而可提高抽气效率。所述热气源连接管4用于与热气源连接，以向所述内腔输送用于干燥所述锂电池电芯的干燥气体，即所述干燥气体为经过加热后的干燥气体。其中，所述干燥气体可以是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气等惰性气体，也可以为非惰性气体，在此不做具体限定。其中，为了节约成本，所述干燥气体优选为氮气。

由于所述通气管包括主管2、抽气管3及热气源连接管4，抽气管3与抽气装置连接，以将所述内腔中的气体抽出，热气源连接管4与热气源导通连接，以向所述内腔输送用于干燥所述锂电池的干燥气体。此种干燥设备结构简单；通过抽吸水蒸汽、向锂电池内腔吹热的干燥气体的方式，能够迅速将电芯内的水蒸气搅动排除，烘烤时间短，干燥效率高，能耗小。

可以理解的是，在实际运用中，也可以无需设置所述主管2，所述通气管仅包括分别设置的抽气管3及热气源连接管4，所述抽气管3用于与所述抽气装置及所述通孔102连接，以对所述内腔进行抽气；所述热气源连接管4用于与热气源及所述通孔102连接，以向所述内腔输送用于干燥所述锂电池电芯的干燥气体。也就是说，所述抽气管3与所述热气源连接管4并未连接在一起，在需要抽气时将所述抽气管3与所述抽气装置及所述通孔102连接，以对所述内腔进行抽气；在需要充气时将所述热气源连接管4与热气源及所述通孔102连接，以向所述内腔输送用于干燥所述锂电池电芯的干燥气体。

优选地，所述抽气管3或/和热气源连接管4上设置有开关，所述开关用于控制所述抽气管3或/和热气源连接管4上的气路通断。在本实施例中，所述开关包括第一电磁阀5和第二电磁阀6，所述第一电磁阀5与所述抽气管3相连，用于控制所述抽气装置对所述内腔抽气。所述第二电磁阀6与所述热气源连接管4相连，用于控制所述热气源为所述内腔输送所述干燥气体。通过将所述第一电磁阀5和第二电磁阀6分别设置在与主管2相连的抽气管3及热气源连接管4上，因而所述第一电磁阀5和第二电磁阀6与所述内腔较近，可较快速地对所述内腔进行抽气和充气。可以理解的是，可根据需要仅设置所述第一电磁阀5或所述第二电磁阀6，所述开关也可以是气动开关等，在此不做具体限定。

所述压力检测装置用于检测所述锂电池电芯的内外压力值或压力差。在本实施例中，所述压力检测装置包括第一压力传感器7及第二压力传感器8。所述第一压力传感器7与所述主管2相连，用于通过所述主管2检测所述内腔的气压，以将所述内腔的气压信息传送给外部的控制装置。

优选地，所述锂电池电芯干燥设备还包括用于包覆所述锂电池电芯100的保护壳体91。所述第二压力传感器8设置于所述保护壳体91内，用于检测所述保护壳体91内的气压，并将所述保护壳体91内的气压信息传送给所述控制装置。所述控制装置分别与所述第一电磁阀5和所述第二电磁阀6连接。在本实施例中，所述保护壳体91由刚性材料制成，因而不仅能够保持所述锂电池电芯的温度，以加快所述内腔中水分的蒸发，而且能够阻碍所述锂电池电芯100抽气过程中变形。其中，所述刚性材料可以是金属或者非金属材料，在此不做具体限定。可以理解的是，所述保护壳体91也可以由硅橡胶等柔性材料制成，在此不做具体限定。所述保护壳体91内设置有加热组件92，所述加热组件92包括第一加热板921和第二加热板922，所述第一加热板921和第二加热板922之间形成有用于放置所述锂电池电芯100的放置空间。通过设置所述第一压力传感器7与所述主管2相连，并通过所述主管2检测所述内腔的气压，无需在所述内腔设置压力传感器，因而生产成本低，而且较方便检测。

在本实施例中，所述加热组件92及所述热气源共同形成用于对所述锂电池电芯100进行加热的所述加热装置。可以理解的是，在实际运用中，所述加热装置可以仅设置所述热气源或者所述加热组件92，所述加热装置可以为电磁波加热装置或者红外线加热装置等，其结构在此不做具体限定。通过所述加热组件与所述热气源同时对所述锂电池电芯进行加热，因而可提高加热效率。

在实际运用中，也可以无需设置所述保护壳体91及所述加热组件92，所述锂电池电芯干燥设备还包括电芯壳体形变控制部件，用于控制所述锂电池电芯的壳体在抽气时产生的形变。所述电芯壳体形变控制部件可以为保护罩(图中未示出)，所述保护罩用于包覆所述锂电池电芯100，以保持锂电池电芯100内外压力差，防止抽气时变形。可以理解的是，是否在所述保护罩内设置加热组件92，可根据需要进行设定，在此不做具体限定。为了较好地对锂电池电芯100进行保温，所述保护罩与所述锂电池电芯之间形成有间隙。较佳地，所述保护罩与所述抽气装置相连通，以通过所述抽气装置对所述保护罩进行抽气，以实现保持锂电池电芯内外压力差。

为了节约成本，所述电芯壳体形变控制部件也可以为真空吸盘或磁力吸盘，抽气时所述真空吸盘或磁力吸盘吸附在所述锂电池电芯100的侧壁上，并通过固定机构固定所述真空吸盘或磁力吸盘，从而防止所述锂电池电芯100抽气时变形。在实际运用中，为了更好地阻碍所述锂电池电芯100变形，所述真空吸盘或磁力吸盘至少为两个，并分别设置于所述锂电池电芯100位置相对的两侧，以吸附所述锂电池电芯100位置相对的两侧壁。较佳地，所述锂电池电芯干燥设备还包括正压气源(图中未示出)，所述正压气源用于向所述内腔输送用于干燥所述锂电池电芯的干燥气体。通过所述正压气源输出大于1个标准大气压的气体，因而可提高干燥效率。

优选地，所述锂电池电芯干燥设备还包括密封件(图中未示出)，所述密封件用于对干燥完成的锂电池电芯100的通孔102进行密封。具体地，当对所述锂电池电芯100干燥完成后，解除所述密封通气装置1与所述锂电池电芯100连接，然后用所述密封件对所述通孔102进行密封，所述密封件可以是密封塞或者密封套等，在此不做具体限定。在本实施例中，所述密封件是密封塞，当对所述锂电池电芯100干燥完成后，直接将所述密封塞插设在所述通孔102内，即可完成密封。在实际运用中，为了更好地阻碍锂电池电芯100变形，也可以在对所述锂电池电芯100干燥完成后，先对所述外壳101的内腔充入氮气等保护气体，然后再对所述锂电池电芯100的通孔102进行密封。因此，其只要在抽气完成后至注入电解液前进行密封即可。通过所述密封件对锂电池电芯100的通孔102进行密封，因而可较好阻碍潮湿气体流入所述外壳101的内腔中。

本实用新型的工作原理如下：使用时，首先将的锂电池电芯100放入所述第一加热板921和第二加热板922之间的放置空间内；然后将所述主管2的第二端与所述锂电池电芯100外壳上的通孔102连接，以及将所述热气源连接管4与所述热气源连接；最后开启所述控制装置，在所述控制装置的控制下按如下步骤进行干燥：S1、控制所述加热组件92的温度上升至第一预设温度，以对所述锂电池电芯100的外壳进行加热；S2、打开所述第一电磁阀5，对所述外壳的内腔抽真空，并在预设时间内使所述内腔的气压降至第一预设气压；S3、关闭所述第一电磁阀5，停止对所述内腔抽真空，然后打开所述第二电磁阀6，向所述内腔充入干燥气体；S4、关闭所述第二电磁阀6，停止充入所述干燥气体，并静置第一预设时间，使所述锂电池电芯被加热至所述第一预设温度；S5、重复所述步骤S2至S4第二预设时间后，所述加热组件92停止加热；S6、打开所述第二电磁阀6，向所述内腔充入干燥气体，并在预设时间内使所述内腔大气压上升至预设值；S7、从所述加热组件92中取出所述锂电池电芯。可以理解的是，通过本实用新型所述的锂电池电芯干燥设备还可以通过其它方法进行干燥，在此不做具体限定。其中，本实施例所述的干燥气体是指用于干燥所述锂电池电芯的气体。也就是说，所述干燥气体的湿度不做具体限定，只要能够干燥所述锂电池电芯即可。

由上可知，本实用新型所述的锂电池电芯干燥设备包括密封通气装置1、加热装置、压力检测装置和抽气装置，所述密封通气装置1的第一端可与锂电池电芯外壳上设置的通孔102连通，所述密封通气装置1的第二端与所述抽气装置连通；所述加热装置用于对锂电池电芯进行加热；所述压力检测装置用于检测锂电池电芯的内外压力值或压力差。此种干燥设备结构简单；通过锂电池电芯100的通孔102从内腔抽气的方式，能够迅速将锂电池电芯100内的水蒸气排除，烘烤时间短，干燥效率高，能耗小，而且避免了现有技术中将若干个锂电池电芯同时放在一个烤箱内时，所述锂电池电芯之间相互影响的问题。

实施例2

请参阅图2，本实施例与实施例1结构相似，其不同之处在于：所述锂电池电芯干燥设备还包括密封壳体93，所述密封壳体93用于包容所述锂电池电芯4外壳上的通孔102并与所述密封通气装置1连接，所述密封通气装置1经由所述密封壳体93所形成的密封空间与所述内腔连通。所述密封壳体93的第一端呈圆柱形，用于与圆柱形锂电池紧密配合，所述密封壳体93的第二端与所述主管2配合连接。通过设置所述密封壳体93，因而不仅方便所述锂电池电芯4外壳上的通孔102与所述主管2实现连通，生产效率高，而且密封性较好。可以理解的是，在一种实施方式中，所述密封壳体93的第一端设置呈矩形，用于与长方体形电池紧密配合，所述密封壳体93的第二端与所述主管2配合连接。因此，在实际运用中，所述密封壳体93的形状可根据需要进行设置，其形状在此不做具体限定。

实施例3

请参阅图3，本实施例与实施例1结构相似，其不同之处在于：所述密封通气装置1为吸盘，所述吸盘上设置有可与所述通孔102连通的气孔11，所述气孔11与所述抽气装置连通。抽气时所述吸盘置于所述锂电池电芯100的上方，所述气孔11与所述通孔102的位置相对应，以使所述抽气装置能够将所述锂电池电芯100内腔的气体抽出。可以理解的是，为了提高连接的可靠性和密封性，工作时可以将所述吸盘固定在工作台上，所述锂电池电芯100置于所述吸盘上，通过所述锂电池电芯100的重力，可使所述锂电池电芯100与所述吸盘能够密封可靠连接。在本实施例中，所述吸盘呈方形。可以理解的是，所述锂电池电芯100与所述吸盘的位置关系可根据需要进行设置，所述吸盘也可以设置呈圆形或者其它形状，在此不做具体限定。

本实施例只是为了进一步更清楚地描述本实用新型，而非对本实用新型的限制。应该可以理解，本实用新型并不限于实施例所述的阐述，任何基于本实用新型的修改和本实用新型的等同物都应涵盖在本实用新型的权利要求的精神和范围之内。

Claims (13)

1.一种锂电池电芯干燥设备，其特征在于，所述锂电池电芯干燥设备包括密封通气装置、加热装置、压力检测装置和抽气装置，所述密封通气装置的第一端可与锂电池电芯外壳上设置的通孔连通，所述密封通气装置的第二端与所述抽气装置连通；所述加热装置用于对锂电池电芯进行加热；所述压力检测装置用于检测锂电池电芯的内外压力值或压力差。

2.根据权利要求1所述的锂电池电芯干燥设备，其特征在于，所述密封通气装置为吸盘或通气管。

3.根据权利要求2所述的锂电池电芯干燥设备，其特征在于，所述通气管包括主管、抽气管及热气源连接管；所述主管的第一端与所述热气源连接管及所述抽气管相连，所述主管的第二端用于与所述通孔连通；所述抽气管与所述抽气装置连接，所述热气源连接管用于与热气源连接，以向所述锂电池电芯的内腔输送用于干燥所述锂电池电芯的干燥气体。

4.根据权利要求2所述的锂电池电芯干燥设备，其特征在于，所述通气管包括分别设置的抽气管及热气源连接管，所述抽气管用于与所述抽气装置及所述通孔连接，以对所述锂电池电芯的内腔进行抽气；所述热气源连接管用于与热气源及所述通孔连接，以向所述内腔输送用于干燥所述锂电池电芯的干燥气体。

5.根据权利要求3或4所述的锂电池电芯干燥设备，其特征在于，所述锂电池电芯干燥设备还包括保护壳体，所述保护壳体用于包覆所述锂电池电芯，以保持所述锂电池电芯的温度。

6.根据权利要求3或4所述的锂电池电芯干燥设备，其特征在于，所述锂电池电芯干燥设备还包括保护罩，所述保护罩用于包覆所述锂电池电芯，以保持锂电池电芯内外压力差，防止抽气时变形。

7.根据权利要求6所述的锂电池电芯干燥设备，其特征在于，所述保护罩与所述抽气装置相连通，以通过所述抽气装置对所述保护罩进行抽气。

8.根据权利要求3或4所述的锂电池电芯干燥设备，其特征在于，所述锂电池电芯干燥设备还包括密封壳体，所述密封壳体用于包容所述锂电池电芯外壳上的所述通孔并与所述密封通气装置连接，所述密封通气装置经由所述密封壳体所形成的密封空间与所述内腔连通。

9.根据权利要求3或4所述的锂电池电芯干燥设备，其特征在于，所述抽气管或/和热气源连接管上设置有开关，所述开关用于控制所述抽气管或/和热气源连接管上的气路通断。

10.根据权利要求9所述的锂电池电芯干燥设备，其特征在于，所述锂电池电芯干燥设备还包括正压气源，所述正压起源与锂电池电芯的内腔连通。

11.根据权利要求3或4所述的锂电池电芯干燥设备，其特征在于，所述锂电池电芯干燥设备还包括：电芯壳体形变控制部件，用于控制所述锂电池电芯的壳体在抽气时产生的形变。

12.根据权利要求11所述的锂电池电芯干燥设备，其特征在于，所述电芯形变控制部件为真空吸盘或磁力吸盘。

13.根据权利要求1至4任一项所述的锂电池电芯干燥设备，其特征在于，所述锂电池电芯干燥设备还包括密封件，所述密封件用于对干燥完成的锂电池电芯的通孔进行密封。