CN213599674U - 一种锂离子电芯烘烤冷却设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池生产技术领域，尤其涉及一种锂离子电芯烘烤冷却设备，包括烘烤系统和冷却系统，烘烤系统包括：若干组用于产生交变磁场的感应线圈；电源，与所述感应线圈电连接；用于容纳锂离子电芯的真空容纳部，设置于所述交变磁场中；所述冷却系统包括与所述真空容纳部连接的冷风输入组件。本实用新型能够快速烘烤极片和电芯，不但显著降低了烘烤加热时间，还减少了热能的消耗。本实用新型还将电芯烘烤和烘烤后的冷却工艺合二为一，无需中转流程，减少了电芯中转的时间，提高了电芯生产的效率。

Description

一种锂离子电芯烘烤冷却设备

技术领域

本实用新型属于锂离子电池生产技术领域，尤其涉及一种锂离子电芯烘烤冷却设备。

背景技术

在锂离子动力电池的生产中，在注入电解液之前，通常需要对锂离子电芯进行烘烤。传统的烘烤方式为采用真空烤箱烘烤电芯，加热方式为传统的加热管加热，通过热场辐射加热电芯到设定的温度，同时对烘烤箱体抽真空低于-101KPa，从而烤干电芯内的水份。然而，这种烘烤方式的时长以数小时乃至数十小时计，严重制约了生产的效率。而且，烘烤后的电芯需要转移到冷却箱中冷却，由于真空烤箱和冷却箱是不同的设备，需要用到机械手转移，操作过程复杂。

有鉴于此，确有必要提供一种技术方案以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电芯烘烤冷却设备，能够降低加热时间，减少热能的消耗，而且将电芯烘烤和烘烤后的冷却工艺合二为一，无需中转流程，提高了电芯生产的效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种锂离子电芯烘烤冷却设备，包括烘烤系统和冷却系统，

所述烘烤系统包括：

若干组用于产生交变磁场的感应线圈；

电源，与所述感应线圈电连接；

用于容纳锂离子电芯的真空容纳部，设置于所述交变磁场中；

所述冷却系统包括与所述真空容纳部连接的冷风输入组件。

作为本实用新型所述的锂离子电芯烘烤冷却设备的一种改进，所述真空容纳部包括可容纳至少一个锂离子电芯的可密闭托盘或可密闭夹具，所述真空容纳部的内壁开设有若干凹槽，所述真空容纳部设置有冷风进气口。为了提高真空烘烤的效率以及减少过多的检测元件，真空容纳部中可设置多个电芯同时烘烤。当锂离子电芯烘烤合格后，冷风输入组件将冷风从冷风进气口输入到真空容纳部的内部，以冷却真空容纳部中的若干锂离子电芯，凹槽的设置是用于给冷风提供进气和出气通道，以提高锂离子电芯的冷却效率。

作为本实用新型所述的锂离子电芯烘烤冷却设备的一种改进，所述烘烤系统还包括烘烤箱体以及与所述烘烤箱体连接的气体输入组件，若干组所述感应线圈容置于所述烘烤箱体。气体输入组件用于向烘烤箱体中持续输入干燥的气体，使得烘烤箱体内部的气压略大于外部气压，能够防止烘烤箱体外部带有水蒸气的空气进入到烘烤箱体的内部，影响锂离子电芯的烘烤效果。其中，感应线圈可设置为若干组，当设备较长时，真空容纳部在输送过程中，若感应到锂离子电芯的温度低于设定值，下一个工位的感应线圈开始工作，将锂离子电芯的温度趋于设定值。

作为本实用新型所述的锂离子电芯烘烤冷却设备的一种改进，还包括控制装置，所述控制装置包括显示器和控制器，所述控制器与所述电源信号连接。控制器通过控制电源产生交流电的周期、大小和频率，从而控制锂离子电芯中极片集流体的发热量。由于正极片和负极片中的含水量一般不同，控制器能够根据极片的类型和尺寸对电源产生的交流电进行调整。优选的，显示器可以设置在烘烤箱体上，或者，显示器可脱离于烘烤箱体设置。

作为本实用新型所述的锂离子电芯烘烤冷却设备的一种改进，还包括真空控制系统，所述真空控制系统包括抽真空组件和真空度监控组件，所述抽真空组件与所述真空容纳部相连接，所述抽真空组件与所述控制器电连接，所述真空度监控组件分别与所述控制器和所述显示器信号连接。在实际应用中，真空度监控组件用于监控真空容纳部内部的真空度并通过信号连接给显示器，显示器能够显示真空容纳部内部的真空度，控制器能够自动控制抽真空组件使真空容纳部内部的真空度满足实际需求，实现真空度的闭环控制。具体的，控制器根据真空度监控组件检测到的真空值与设定值比对后，再判断是否需要对真空真空容纳部进行补抽真空，控制器可自动控制抽真空组件对真空容纳部的内部抽真空，实现真空度的闭环控制。

作为本实用新型所述的锂离子电芯烘烤冷却设备的一种改进，还包括温度传感器，所述温度传感器与所述真空容纳部相连接，所述温度传感器分别与所述显示器和所述控制器信号连接。当温度传感器感应到电芯的实际温度低于设定温度时，控制器控制电源开启，使感应线圈工作烘烤锂离子电芯，实现温度与感应线圈加热之间的闭环控制。

作为本实用新型所述的锂离子电芯烘烤冷却设备的一种改进，还包括露点测试系统，所述露点测试系统包括露点测试组件和露点监控组件，所述露点测试组件与所述真空容纳部相连接，所述露点监控组件分别与所述控制器和所述显示器信号连接。当锂离子电芯烘烤冷却基本完成后，通过露点测试组件检测真空容纳部内部的露点，露点监控组件将感应到的露点通过信号传送给控制器，控制器判断是否锂离子电芯是否烘烤合格。其中，露点测试组件用于检测冷却传送带末端的真空容纳部中的露点，以判断锂离子电芯是否烘烤冷却合格。

作为本实用新型所述的锂离子电芯烘烤冷却设备的一种改进，还包括与所述控制器信号连接的传送系统，所述传送系统包括上料传送带、烘烤传送带、冷却传送带、合格传送带和不合格传送带，所述上料传送带依次与所述烘烤传送带和所述冷却传送带相连接，所述冷却传送带分别与所述合格传送带和所述不合格传送带相连接，所述不合格传送带与所述上料传送带相连接。

作为本实用新型所述的锂离子电芯烘烤设备的一种改进，所述真空容纳部的材质为金属。真空容纳部的材质设置为金属或者导热性良好的材质，也能够发热，进而将热量传递给容置于其中的电芯，实现电芯的快速加热。

相比于现有技术，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型通过电源给感应线圈提供交变电流，通过交变电流的感应线圈产生交变磁场，交变磁场使设置在真空容纳部中的锂离子电芯极片集流体产生涡流发热，集流体发热后将热量传递给活性物质层，从而实现极片的快速加热，同时真空容纳部启动抽真空处理，不但降低活性物质层中溶剂的沸点，而且湿润气体也随真空抽走，从而快速烘烤极片和电芯，不但显著降低了烘烤加热时间，还减少了热能的消耗。本实用新型还将电芯烘烤和烘烤后的冷却工艺合二为一，无需中转流程，减少了电芯中转的时间，提高了电芯生产的效率。

附图说明

图1是实施例1中锂离子电芯烘烤冷却设备的整体结构示意图。

图2是实施例1中锂离子电芯烘烤冷却设备局部A的结构示意图。

图3是实施例1中锂离子电芯烘烤冷却设备的信号连接示意图。

图4是实施例1中真空容纳部的结构示意图。

其中：1-感应线圈、2-电源、3-真空容纳部、31-凹槽、4-控制器、5-电芯、61-抽真空组件、62-真空度监控组件，7-温度传感器、81-露点测试组件、82-露点监控组件、9-传送系统、91-上料传送带、92-烘烤传送带、93-冷却传送带、94-合格传送带、95-不合格传送带、10-冷风输入组件、11-烘烤箱体、12-气体输入组件。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置或元件必须具有特定的方位、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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1～4所示，本实施例提供一种锂离子电芯烘烤冷却设备，包括烘烤系统和冷却系统，

烘烤系统包括：

若干组用于产生交变磁场的感应线圈1；

电源2，与感应线圈1电连接；

用于容纳锂离子电芯5的真空容纳部3，设置于交变磁场中；

冷却系统包括与真空容纳部3连接的冷风输入组件10。

本实用新型通过电源2给感应线圈1提供交变电流，通过交变电流的感应线圈1产生交变磁场，交变磁场使设置在真空容纳部3中的锂离子电芯5极片集流体产生涡流发热，集流体发热后将热量传递给活性物质层，从而实现极片的快速加热，同时真空容纳部3启动抽真空处理，不但降低活性物质层中溶剂的沸点，而且湿润气体也随真空抽走，从而快速烘烤极片和电芯5，不但显著降低了烘烤加热时间，还减少了热能的消耗。本实用新型还将电芯5烘烤和烘烤后的冷却工艺合二为一，无需中转流程，减少了电芯5中转的时间，提高了电芯5生产的效率。

进一步的，真空容纳部3包括可容纳至少一个锂离子电芯5的可密闭托盘或可密闭夹具，真空容纳部3的内壁开设有若干凹槽31，真空容纳部3设置有冷风进气口。为了提高真空烘烤的效率以及减少过多的检测元件，真空容纳部3中可设置多个电芯5同时烘烤。当锂离子电芯5烘烤合格后，冷风输入组件10将冷风从冷风进气口输入到真空容纳部3的内部，以冷却真空容纳部3中的若干锂离子电芯5，凹槽31的设置是用于给冷风提供进气和出气通道，以提高锂离子电芯5的冷却效率。

进一步的，烘烤系统还包括烘烤箱体11以及与烘烤箱体11连接的气体输入组件12，若干组感应线圈1容置于烘烤箱体11。气体输入组件12用于向烘烤箱体11中持续输入干燥的气体，使得烘烤箱体11内部的气压略大于外部气压，能够防止烘烤箱体11外部带有水蒸气的空气进入到烘烤箱体11的内部，影响锂离子电芯5的烘烤效果。其中，感应线圈1可设置为若干组，当设备较长时，真空容纳部3在输送过程中，若感应到锂离子电芯5的温度低于设定值，下一个工位的感应线圈1开始工作，将锂离子电芯5的温度趋于设定值。

进一步的，还包括控制装置，控制装置包括显示器和控制器4，控制器4与电源2信号连接。控制器4通过控制电源2产生交流电的周期、大小和频率，从而控制锂离子电芯5中极片集流体的发热量。由于正极片和负极片中的含水量一般不同，控制器4能够根据极片的类型和尺寸对电源2产生的交流电进行调整。优选的，显示器可以设置在烘烤箱体11上，或者，显示器可脱离于烘烤箱体11设置。

进一步的，还包括真空控制系统，真空控制系统包括抽真空组件61和真空度监控组件62，抽真空组件61与真空容纳部3相连接，抽真空组件61与控制器4电连接，真空度监控组件62分别与控制器4和显示器信号连接。在实际应用中，真空度监控组件62用于监控真空容纳部3内部的真空度并通过信号连接给显示器，显示器能够显示真空容纳部3内部的真空度，控制器4能够自动控制抽真空组件61使真空容纳部3内部的真空度满足实际需求，实现真空度的闭环控制。具体的，控制器4根据真空度监控组件62检测到的真空值与设定值比对后，再判断是否需要对真空真空容纳部3进行补抽真空，控制器4可自动控制抽真空组件61对真空容纳部3的内部抽真空，实现真空度的闭环控制。

进一步的，还包括温度传感器7，温度传感器7与真空容纳部3相连接，温度传感器7分别与显示器和控制器4信号连接。当温度传感器7感应到电芯5的实际温度低于设定温度时，控制器4控制电源2开启，使感应线圈1工作烘烤锂离子电芯5，实现温度与感应线圈1加热之间的闭环控制。

进一步的，还包括露点测试系统，露点测试系统包括露点测试组件81和露点监控组件82，露点测试组件81与真空容纳部3相连接，露点监控组件82分别与控制器4和显示器信号连接。当锂离子电芯5烘烤冷却基本完成后，通过露点测试组件81检测真空容纳部3内部的露点，露点监控组件82将感应到的露点通过信号传送给控制器4，控制器4判断是否锂离子电芯5是否烘烤合格。其中，露点测试组件81用于检测冷却传送带93末端的真空容纳部3中的露点，以判断锂离子电芯5是否烘烤冷却合格。

进一步的，还包括与控制器4信号连接的传送系统9，传送系统9包括上料传送带91、烘烤传送带92、冷却传送带93、合格传送带94和不合格传送带95，上料传送带91依次与烘烤传送带92和冷却传送带93相连接，冷却传送带93分别与合格传送带94和不合格传送带95相连接，不合格传送带95与上料传送带91相连接。控制器4能够控制各传送带的运行速度。

该烘烤冷却设备烘烤冷却锂离子电芯的方法包括以下操作：

S1，上料传送带91将电芯5固定于真空容纳部3中；

S2，控制器4控制真空容纳部3到烘烤传送带92，烘烤传送带92将真空容纳部3传送到烘烤箱体11中，控制器4控制电源2给感应线圈1通电，形成交变磁场，真空容纳部3以及其中的电芯5集流体被迅速加热；控制器4控制抽真空组件61对真空容纳部3的内部抽真空到设定真空度≤-101Kpa；气体输入组件12工作，将干燥的正压气体传输到烘烤箱体11中；

S3，烘烤一段时间后，利用温度传感器7感应真空容纳部3中的温度，当温度达到设定温度后，信号传输给控制器4，控制器4控制交变电源2停止工作；当真空容纳部3在运行的过程中，若温度降低，则下一组感应线圈1开始工作，加热烘烤锂离子电芯5使温度趋近于设定温度；

S4，控制器控制烘烤传送带92的运行速度，当烘烤完成后，烘烤传送带92将真空容纳部3传送到冷却传送带93，利用冷风输入组件10向真空容纳部3的冷风进气口中通入20～25℃且露点<-73℃的干燥气体对电芯5冷却，直至电芯5的温度降低至45℃以下；

S5，露点测试组件81测试真空容纳部3内部的露点，露点监控组件82将露点信号传输给控制器4，控制器4判断露点检测是否合格，露点合格的真空容纳部3通过合格传送带94输送到下一工序，露点不合格的真空容纳部3通过不合格传送带95返回至上料传送带91重新烘烤。

通过使用本实用新型所述的烘烤冷却设备，烘烤时间由十二个小时缩短为2个小时以内，用电量为原来的80％。将电芯5烘烤和烘烤后的冷却工艺合二为一，无需中转流程，减少了电芯5中转的时间，提高了电芯5生产的效率。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (8)

1.一种锂离子电芯烘烤冷却设备，其特征在于，包括烘烤系统和冷却系统，

所述烘烤系统包括：

若干组用于产生交变磁场的感应线圈；

电源，与所述感应线圈电连接；

用于容纳锂离子电芯的真空容纳部，设置于所述交变磁场中；

所述冷却系统包括与所述真空容纳部连接的冷风输入组件。

2.根据权利要求1所述的锂离子电芯烘烤冷却设备，其特征在于，所述真空容纳部包括可容纳至少一个锂离子电芯的可密闭托盘或可密闭夹具，所述真空容纳部的内壁开设有若干凹槽，所述真空容纳部设置有冷风进气口。

3.根据权利要求1所述的锂离子电芯烘烤冷却设备，其特征在于，所述烘烤系统还包括烘烤箱体以及与所述烘烤箱体连接的气体输入组件，若干组所述感应线圈容置于所述烘烤箱体。

4.根据权利要求3所述的锂离子电芯烘烤冷却设备，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置包括显示器和控制器，所述控制器与所述电源信号连接。

5.根据权利要求4所述的锂离子电芯烘烤冷却设备，其特征在于，还包括真空控制系统，所述真空控制系统包括抽真空组件和真空度监控组件，所述抽真空组件与所述真空容纳部相连接，所述抽真空组件与所述控制器电连接，所述真空度监控组件分别与所述控制器和所述显示器信号连接。

6.根据权利要求4所述的锂离子电芯烘烤冷却设备，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器与所述真空容纳部相连接，所述温度传感器分别与所述显示器和所述控制器信号连接。

7.根据权利要求4所述的锂离子电芯烘烤冷却设备，其特征在于，还包括露点测试系统，所述露点测试系统包括露点测试组件和露点监控组件，所述露点测试组件与所述真空容纳部相连接，所述露点监控组件分别与所述控制器和所述显示器信号连接。

8.根据权利要求4所述的锂离子电芯烘烤冷却设备，其特征在于，还包括与所述控制器信号连接的传送系统，所述传送系统包括上料传送带、烘烤传送带、冷却传送带、合格传送带和不合格传送带，所述上料传送带依次与所述烘烤传送带和所述冷却传送带相连接，所述冷却传送带分别与所述合格传送带和所述不合格传送带相连接，所述不合格传送带与所述上料传送带相连接。

Images