CN210663649U - 一种锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了锂电池干燥技术领域中的一种锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置，干燥炉通过干泵管道与干泵连通，一个或多个干泵的干泵管道与RGA残余气体检测仪连接，或者一个或多个干燥炉直接与RGA残余气体检测仪连接，干泵管道或干燥炉与RGA残余气体检测仪的连接处设有气动阀，通过RGA残余气体检测仪检测干燥炉内空气及锂电池的干燥程度。本实用新型代替传统的人工检测锂电池，取消了配备测试电池等复杂设备，实现了整个干燥线的全自动化检测，并且通过插料机器人、干燥炉、RGA残余气体检测仪的分布使得检测效果更高，整个流水线的作业效率更高、准确率更高。

Description

一种锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池干燥技术领域，具体的说，是涉及一种锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置。

背景技术

由于锂电池具有便携性、成本低等优势，其已经被广泛应用于各个领域。对于锂电池而言，水分对其质量的影响非常重大，严重的情况直接导致产品报废，主要原因是水分的存在导致其与电解液发生反应，主要会造成以下不良后果：

(1)电池所用的电解液是不能在水分过高的环境下使用的，电池注液的时候，必须要在小于1％湿度的环境下，并且注液后赶快封口，阻止电池内部和空气接触。如果水分过高，电解液和水分反应，生成微量有害气体，对注液房环境有不良影响；同时这也会影响电解液本身的质量，使得电池性能不良；还会使电池铆钉生锈。

(2)当水分足够多时，会产生大量的气体致使电池内部的压力变大，从而引起电池受力变形发生鼓胀，而这种鼓胀现象基本属于塑性变形，这种变形会有两方面的影响：一是产品外观尺寸不符合要求，无法成组装箱；二是这种变形使得电池内部极片与极片直接贴合不紧密，影响锂离子的脱出与嵌入，从而影响到电池的容量、循环寿命等等。

(3)当电池内部的水分多的时候，电池内部的电解液和水反应，其产物是气体和氢氟酸，氢氟酸是一种腐蚀性很强的酸，它可以使电池内部的金属零件腐蚀，进而使电池最终漏液。

因此，为了保证锂电池生产时水分足够低，需要增加锂电池的干燥流水线，通过对锂电池进行干燥处理，保证锂电池的良品率。但是现有的锂电池干燥线无法自动监测电池的干燥程度，需要干燥到一定程度后讲电池拿出进行检测，无问题后再进行后续工作，这无疑增加了流水线工作人员的工作量，其智能化程度低，且检测效果差，效率低下。

上述缺陷，值得解决。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本实用新型提供一种锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置。

本实用新型技术方案如下所述：

一种锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置，在锂电池干燥线上设有插料机器人及若干个干燥炉，所述干燥炉内设有若干放置锂电池的电池夹具，其特征在于，所述干燥炉通过干泵管道与干泵连通；

一个或多个所述干泵的干泵管道与RGA残余气体检测仪连接，或者一个或多个干燥炉直接与RGA残余气体检测仪连接，所述干泵管道或所述干燥炉与所述RGA残余气体检测仪的连接处设有气动阀，通过所述RGA残余气体检测仪检测所述干燥炉内空气及锂电池的干燥程度；

所述气动阀、所述干泵以及所述RGA残余气体检测仪均与总控器连接。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述干燥炉内设有电控箱和若干个干燥腔，所述电控箱与所述总控器连接，每个所述干燥腔均通过真空阀门与所述干泵管道连通。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述干泵管道包括干泵管道主路和若干个干泵管道支路，所述干泵管道主路与所述干泵管道支路连接，每个所述干泵管道支路与对应的干燥炉连接。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述插料机器人设于插料轨道上，所述插料机器人与插料机器人控制器连接，且所述插料机器人控制器控制所述插料机器人沿着所述插料轨道左右滑动。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述锂电池干燥线的入口端设有扫码NG输出线，扫码时NG的电池从所述扫码NG输出线上输出。

进一步的，所述锂电池干燥线的入口端设有上料机器人、来料线以及若干个上料位，所述上料机器人将所述来料线上的电池夹取并运送至所述上料位的电池夹具中，所述插料机器人将所述上料位的电池运送至不同的所述干燥炉内。

更进一步的，所述锂电池干燥线的入口端还设有处理烘烤NG电池位，所述上料机器人将所述处理烘烤NG电池位上的烘烤NG电池重新转移至所述上料位的电池夹具上。

更进一步的，所述上料机器人与上料机器人控制器连接，所述上料机器人控制器控制所述上料机器人转动并分别实现电池的抓取、放料动作。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述锂电池干燥线的入口端外侧及所述RGA残余气体检测仪处均设有护栏。

根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于，本实用新型代替传统的人工检测锂电池干燥，取消了配备测试电池等复杂设备，实现了整个干燥线的全自动化检测，并且通过插料机器人、干燥炉、RGA残余气体检测仪的分布使得检测效果更高，整个流水线的作业效率更高、准确率更高。

附图说明

图1为本实用新型锂电池干燥线的结构示意图。

图2为本实用新型RGA残余气体检测仪的连接示意图。

本实用新型在图中，110、第一扫码NG输出线；120、第二扫码NG输出线；130、来料线；140、配对位；150、上料位；160、冷却炉；170、电池下料位；180、处理烘烤NG电池位；

210、上料机器人；220、插料机器人；

300、干燥炉；310、电控箱；320、干燥腔；

400、干泵；411、干泵管道主路；412、干泵管道支路；

500、RGA残余气体检测仪；510、气动阀。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：

如图1、图2所示，一种锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置，在锂电池干燥线上设有若干个在线全自动水含量检测装置。

锂电池干燥线的入口端设有上料机器人210、来料线130、配对位140以及若干个上料位150，上料机器人210将来料线130上的电池抓取至上料位150的电池夹具中。具体的，上料机器人210与上料机器人控制器连接，上料机器人控制器控制上料机器人210转动并分别实现电池的抓取、放料及配对动作。对于需要进行配对的电池，上料机器人210先将其抓取至配对位140，并与电池夹具配对。

锂电池干燥线的入口端还设有扫码NG输出线（包括第一扫码NG输出线110和第二扫码NG输出线120），电池从来料线130上料并扫码时，扫码失败的电池经过扫码NG输出线输出。

锂电池干燥线的入口端还设有处理烘烤NG电池位180，处理烘烤NG电池位180用于暂放烘烤NG的电池。上料机器人210将处理烘烤NG电池位180上烘烤失败的电池重新运行至上料位150的电池夹具中。

在锂电池干燥线的出口处设有电池下料位170，实现干燥后电池的下料。下料后的电池根据需要经过冷却炉160后输往后续工位。

在锂电池干燥线上设有插料机器人220及若干个干燥炉300，插料机器人220将上料位150上的电池夹具夹取并运送至不同的干燥炉300内进行干燥处理，或者将烘烤NG的电池夹取并运行至处理烘烤NG电池位180。其中，插料机器人220设于插料轨道上，插料机器人220与插料机器人控制器连接，且插料机器人控制器控制插料机器人220沿着插料轨道左右滑动，实现了同一插料机器人220适配多个干燥炉30，提升了系统运行效率。

干燥炉300通过干泵管道与干泵400连通，通过干泵400对干燥炉300进行抽真空。

在一个实施例中，一个或多个干泵400的干泵管道与RGA残余气体检测仪500连接，且干泵管道与RGA残余气体检测仪500的连接处设有气动阀510。RGA残余气体检测仪500通过检测干泵管道内气体中水分的含量，确定干燥炉300内空气及锂电池的干燥程度，本实施例的具体结构如图2所示。

在另一个实施例中，一个或多个干燥炉300直接与RGA残余气体检测仪500连接，且连接处设有气动阀510。RGA残余气体检测仪500通过检测干燥炉300内空气的干燥程度，得到锂电池的干燥程度。

干燥炉300内设有电控箱310和若干个干燥腔320，电控箱310与总控器连接，充分利用了干燥腔320内部的空间使得干燥效率大大提升，每个干燥腔320内设有若干放置锂电池的电池夹具。另外，每个干燥腔320均通过真空阀门与干泵管道连通。

在本实施例中，干泵管道包括干泵管道主路411和若干个干泵管道支路412，干泵管道主路411与干泵管道支路412连接，每个干泵管道支路412与对应的干燥炉300连接。

在本实用新型中，气动阀510、干泵400以及RGA残余气体检测仪500均与总控器连接，通过总控制器对整个流水线进行智能监控和调配，实现了远程操作、实时管理的智能化应用。

优选的，锂电池干燥线的入口端外侧和RGA残余气体检测仪500处均设有护栏，既能避免操作人员的误碰，同时又能随时查看到流水线内部的运行情况。

本实用新型在实现在线全自动水含量监测的过程中，包括以下步骤：

1、上料

电池从来料线130处进行上料，上料时进行扫描，扫码失败的电池从扫码NG输出线输出，采取人工干预。

2、配对

对于有需要进行配对处理的电池，上料机器人210将其从来料线130上抓取并放置到配对位140，使得电池与电池夹具配对。

3、搬运

插料机器人220将电池夹具或配对后的电池夹具搬送至不同的干燥炉300内，每个干燥炉300内分别设置有多个电池夹具干燥的干燥腔320，使得电池的干燥效率大大提升。

4、干燥

干燥炉300对电池烘烤干燥。具体的，干燥炉300先连通干泵400，干泵400对各个干燥炉300抽真空，在真空状态下，干燥炉300进行烘干操作。

5、检测

RGA残余气体检测仪500接通不同干燥炉300（包括直接连接在干燥炉300或连接在干泵400的干泵管道上），对干燥炉300内的气体进行含水量检测，并进行系统对比。若检测水量超标则继续干燥过程，若水量达标则进行后续步骤。

具体的，RGA残余气体检测仪500在同一时间仅连通一个干燥炉300的一个干燥腔320，并进行含水量检测，检测完成后关闭该干燥炉300对应的气动阀510和真空阀门，导通下一个干燥炉300对应的气动阀510及对应干燥腔320对应的真空阀门，如此循环检测，达到一台RGA残余气体检测仪500检测多台干燥炉300水含量，减小了RGA残余气体检测仪500的数量，同时提高了检测的效率。

在烘烤、检测过程中，若电池夹具的部分发热板损坏，则在该电池夹具干燥完成后，由插料机器人220将与该损坏的发热板所对应的电池运送至处理烘烤NG电池位180，使其放入新的电池夹具中并重新进行干燥。

6、下料

插料机器人220将干燥炉300内的电池夹具取出，并放置到电池下料位。下料后的电池根据需要经过冷却炉160后输往后续工位。

本实用新型代替传统的人工检测锂电池干燥线上水含量的过程，实现了整个干燥线的全自动化检测，并且通过插料机器人、干燥炉、RGA残余气体检测仪的分布使得检测效果更高，避免插料机器人区分及来回运送假电池，保证其使用寿命，并且减少了人工设定烘烤时间和人工检测烘烤效果的过程，整个流水线的作业效率更高、准确率更高。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置，在锂电池干燥线上设有插料机器人及若干个干燥炉，所述干燥炉内设有若干放置锂电池的电池夹具，其特征在于，所述干燥炉通过干泵管道与干泵连通；

一个或多个所述干泵的干泵管道与RGA残余气体检测仪连接，或者一个或多个干燥炉直接与RGA残余气体检测仪连接，所述干泵管道或所述干燥炉与所述RGA残余气体检测仪的连接处设有气动阀，通过所述RGA残余气体检测仪检测所述干燥炉内空气及锂电池的干燥程度；

所述气动阀、所述干泵以及所述RGA残余气体检测仪均与总控器连接。

2.根据权利要求1所述的锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置，其特征在于，所述干燥炉内设有电控箱和若干个干燥腔，所述电控箱与所述总控器连接，每个所述干燥腔均通过真空阀门与所述干泵管道连通。

3.根据权利要求1所述的锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置，其特征在于，所述锂电池干燥线的入口端设有扫码NG输出线，扫码时NG的电池从所述扫码NG输出线上输出。

4.根据权利要求3所述的锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置，其特征在于，所述锂电池干燥线的入口端设有上料机器人、来料线以及若干个上料位，所述上料机器人将所述来料线上的电池夹取并运送至所述上料位的电池夹具中，所述插料机器人将所述上料位的电池运送至不同的所述干燥炉内。

5.根据权利要求4所述的锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置，其特征在于，所述锂电池干燥线的入口端还设有处理烘烤NG电池位，所述上料机器人将所述处理烘烤NG电池位上的烘烤NG电池重新转移至所述上料位的电池夹具上。

6.根据权利要求4所述的锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置，其特征在于，所述上料机器人与上料机器人控制器连接，所述上料机器人控制器控制所述上料机器人转动并分别实现电池的抓取、放料动作。

7.根据权利要求1所述的锂电池干燥线的在线全自动水含量监测装置，其特征在于，所述锂电池干燥线的入口端外侧及所述RGA残余气体检测仪处均设有护栏。

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