CN219642881U - 用于极芯的加热组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于极芯的加热组件，包括：加热装置，所述加热装置具有第一端头和第二端头，所述第一端头与所述第二端头间隔设置以限定出适于所述极芯通过的加热间隙，所述加热装置适于在所述加热间隙形成用于加热所述极芯的交变磁场。根据本实用新型设计的加热组件通过形成交变磁场以使用非接触式加热的方式对极芯进行加热，能够对极芯快速加热且使极芯各层加热温度均匀。

Description

用于极芯的加热组件

技术领域

本实用新型涉及电池生产工艺领域，尤其是涉及一种用于极芯的加热组件。

背景技术

相关技术中，电池生产过程包括极芯叠片工序，正极片和负极片之间设置有隔膜，极芯由隔膜→负极片→隔膜→正极片→隔膜→负极片等多层堆叠而成，可通过加热隔膜与极片之间的热熔胶使上述多层结构粘接，从而实现极芯的生产。现有技术中，通过接触式的热传导方式加热极芯以使热熔胶融化，然而热量从极芯的外层传至内层，致使极芯的外层温度高于内层温度，使极芯整体温度具有不均匀性，内层需要较长的加热时间才能达到热熔胶融化需要的温度，延长了生产时间，降低了电池生产效率，并且接触式的热传导还有可能损坏极芯外层，影响电池生产合格率。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出了一种用于极芯的加热组件。根据本实用新型设计的加热组件通过形成交变磁场以使用非接触式加热的方式对极芯进行加热，能够对极芯快速加热且使极芯各层加热温度均匀。

根据本实用新型的加热组件包括：加热装置，所述加热装置具有第一端头和第二端头，所述第一端头与所述第二端头间隔设置以限定出适于所述极芯通过的加热间隙，所述加热装置适于在所述加热间隙形成用于加热所述极芯的交变磁场。

根据本实用新型的加热组件通过形成交变磁场以使用非接触式加热的方式对极芯进行加热，电磁加热能耗低，第一端头与第二端头正对极芯加热区，且形成闭合的磁通回路，能够对极芯加热区快速加热且加热区域精准，并且使极芯加热区的各层同时加热且加热温度均匀，提高电池生产效率，非接触式加热的方式还可以避免极芯的外层因温度过高而受到损坏，进而提升电池的产品合格率。

根据本实用新型的一些实施例，所述加热装置构造多个且沿所述极芯的外周间隔设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述加热装置构造为多个且包括第一加热装置和第二加热装置，所述第一加热装置和所述第二加热装置在第一方向上间隔设置，第一加热装置与所述第二加热装置之间形成有适于所述极芯移动的输送通道。

根据本实用新型的一些实施例，所述加热装置包括：导磁体，所述导磁体的两端形成有所述第一端头和所述第二端头；感应线圈，所述感应线圈绕设于所述导磁体的至少部分外周。

根据本实用新型的一些实施例，所述导磁体包括：绕组段，所述绕组段的外周绕设有所述感应线圈；第一延伸段和第二延伸段，所述第一延伸段与所述第二延伸段分别设置于所述绕组段的两端，所述第一延伸段的自由端与所述第二延伸段的自由端分别构造为所述第一端头和所述第二端头。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一延伸段的自由端与所述第二延伸段的自由端朝向彼此延伸，所述第一端头与所述第二端头适于与所述极芯在第二方向上的至少部分投影重合，所述第二方向与第一方向正交。

根据本实用新型的一些实施例，所述加热装置包括：第一导磁体和第一感应线圈，所述第一感应线圈绕设于所述第一导磁体的至少部分外周并在所述第一导磁体的端部形成所述第一端头；第二导磁体和第二感应线圈，所述第二感应线圈绕设于所述第二导磁体的至少部分外周并在所述第二导磁体的端部形成所述第二端头，所述第二端头朝向所述第一端头且所述第一端头与所述第二端头的磁极相反。

根据本实用新型的一些实施例，加热组件还包括：温度检测装置，所述温度检测装置适于检测所述极芯的温度；控制单元，所述控制单元与所述加热装置连接且根据所述极芯的温度控制所述交变磁场。

根据本实用新型的一些实施例，所述控制单元构造为比例微分积分控制器。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一端头与所述极芯之间的距离为d1，所述第二端头与所述极芯之间的距离为d2，且满足：d1≥1mm，d2≥1mm。

综上所述，根据本实用新型的加热组件通过形成交变磁场以使用非接触式加热的方式对极芯进行加热，加热装置工作时形成交变磁场，以利用电磁加热极芯的加热区，电磁加热升温速度快，可迅速将热熔胶活化，以实现极芯多层结构之间的粘接，电磁加热能耗低且加热区域精准，能够对极芯加热区快速加热，并且使极芯加热区的各层同时加热且加热温度均匀，提高电池生产效率，还可以避免极芯的外层因温度过高而受到损坏。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的加热装置整体结构示意图。

图2是根据本实用新型实施例的加热组件整体结构示意图。

图3是根据本实用新型实施例的加热装置结构示意图。

图4是根据本实用新型实施例的加热装置结构示意图。

附图标记：

加热组件1；极芯2；加热区2a；

加热装置10；第一端头11；第二端头12；加热间隙13；第一加热装置14；第二加热装置15；输送通道16；导磁体17；绕组段171；第一延伸段172；第二延伸段173；感应线圈18；温度检测装置20；控制单元30。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

相关技术中，电池生产过程包括极芯叠片工序，正极片和负极片之间设置有隔膜，极芯由隔膜→负极片→隔膜→正极片→隔膜→负极片等多层堆叠而成，可通过加热隔膜与极片之间的热熔胶使上述多层结构粘接，从而实现极芯的生产。现有技术中，通过接触式的热传导方式加热极芯以使热熔胶融化，然而热量从极芯的外层传至内层，致使极芯的外层温度高于内层温度，使极芯整体温度具有不均匀性，内层需要较长的加热时间才能达到热熔胶融化需要的温度，延长了生产时间，降低了电池生产效率，并且接触式的热传导还有可能损坏极芯外层，影响电池生产合格率。

下面参考图1-图4描述根据本实用新型实施例的用于极芯2的加热组件1。

如图1、图3所示，根据本实用新型的加热组件1包括：加热装置10。加热装置10设置有第一端头11和第二端头12，第一端头11与第二端头12间隔设置以限定出适于极芯2通过的加热间隙13，加热装置10适于在加热间隙13形成有用于加热极芯2的交变磁场。具体地，极芯2包括多个隔膜和多个极片，极芯2由隔膜→负极片→隔膜→正极片→隔膜→负极片等多层堆叠而成，隔膜和/或极片上涂覆有热熔胶，极芯2的多层结构堆叠后，热熔胶所处区域为极芯2的加热区2a。极芯2的极片采用金属材质，将极芯2放置于加热装置10的第一端头11与第二端头12之间，且极芯2的加热区2a位于加热间隙13，加热装置10工作并形成交变磁场，交变磁场作用在金属物体上产生涡流，通过焦耳热效应，使交变磁场区域内的金属物体自行发热，也即极芯加热区2a构造为金属的极片在交变磁场的作用下自身发热产生热能，所述热能传递至热熔胶并将热熔胶活化，从而使极芯2的多层结构粘接，实现极芯2的叠片生产。

根据本实用新型的加热组件1通过形成交变磁场以使用非接触式加热的方式对极芯2进行加热，电磁加热能耗低，第一端头11与第二端头12正对极芯加热区2a，且形成闭合的磁通回路，能够对极芯加热区2a快速加热且加热区域精准，并且使极芯加热区2a的各层同时加热且加热温度均匀，提高电池生产效率，非接触式加热的方式还可以避免极芯2的外层因温度过高而受到损坏，进而提升电池的产品合格率。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，加热装置10构造多个且沿极芯2的外周间隔设置。具体地，为使极芯2多层结构之间稳定粘接，极芯2涂覆有多处热熔胶，以使极芯2具有多个加热区2a，加热装置10构造为多个以对多个加热区2a进行加热，从而增大热熔胶将极芯2各层的粘接面积，使极芯2多层结构之间稳定粘接。

可以理解的是，在进行极芯2叠片生产制造时，可通过本申请的加热组件1加热活化极芯2内部的热熔胶，以实现极芯2多层结构之间的粘接，接着可将粘接完成的极芯2运输至下一环节以对极芯2进行其他处理，例如，极芯2叠片生产工序还可以包括但不限于加压组件，加压组件通过对极芯2表面加压以使极芯2各层紧密粘接并能确保极芯2叠片的平整度。

根据本实用新型的一些实施例，如图1-图2所示，加热装置10构造为多个且包括第一加热装置14和第二加热装置15，第一加热装置14和第二加热装置15在第一方向上间隔设置，第一加热装置14与第二加热装置15之间形成有适于极芯2移动的输送通道16。具体地，加热装置10工作时形成交变磁场，以利用电磁加热极芯2的加热区2a，电磁加热升温速度快，可迅速将热熔胶活化，以实现极芯2多层结构之间的粘接，第一加热装置14与第二加热装置15在第一方向上间隔设置以形成输送通道16，第一方向可以与极芯2的宽度方向或长度方向一致，极芯2受热后热熔胶活化以将极芯2的多层结构粘接，此时可将已粘接完毕的极芯2输送至下一环节，再将待粘接的极芯2输送至第一加热装置14与第二加热装置15之间，继续加热极芯2，可以提高极芯2叠片生产的节拍，提高电池生产效率。

在一些实施例中，由于第一加热装置14和第二加热装置15在第一方向上间隔设置，通过调整第一加热装置14和第二加热装置15的间距可以兼容不同尺寸的极芯2，还可以兼容加热区2a位于不同位置的极芯2，提升加热组件1通用性。

在一些实施例中，加热组件还包括控制装置30，如图2所示，第一加热装置14与第二加热装置15串联于控制装置30，可以简化线路，并且通过同一控制装置30控制第一加热装置14与第二加热装置15的通电与断电或通过控制通电时电流的大小，使得第一加热装置14的交变磁场强度与第二加热装置15的交变磁场强度始终保持一致，确保极芯2的各加热区2a的温度及温度改变速度一致，从而确保极芯2各加热区2a受热速度一致，使极芯2各加热区2a的热熔胶活化时间相近，确保极芯2进行下一工序前各层充分粘接，保证极芯2的生产质量。

在另一些实施例中，第一加热装置14与第二加热装置15分别连接在同一控制装置(未示出)的两条输出线路，第一加热装置14与第二加热装置15由同一个控制装置(未示出)单独控制通电和断电。在其他实施例中，第一加热装置14与第二加热装置15分别连接于两个控制装置(未示出)并由两个控制装置(未示出)单独控制通电和断电。

根据本实用新型的一些实施例，如图2和3所示，加热装置10包括导磁体17及感应线圈18。导磁体17的两端形成有第一端头11和第二端头12；感应线圈18绕设于导磁体17的至少部分外周。具体地，感应线圈18通电后产生高频交变的磁场，高频交变的磁场作用在极芯2的极片上产生涡流，进而产生焦耳热效应，使位于极芯加热区2a的极片自身发热，进而活化热熔胶，以将极芯2的多层结构粘接。导磁体17用于控制磁场的密度和方向，进而增强电磁感应作用。加热装置10利用电磁感应原理加热极芯2，通过增大输出电流、增长加热时间或增大交变磁场的频率可以提升极芯2的加热温度，从而提升极芯2的加热速率。

根据本实用新型的一些实施例，如图3所示，导磁体17包括绕组段171、第一延伸段172和第二延伸段173，绕组段171的外周绕设有感应线圈18；第一延伸段172与第二延伸段173分别设置于绕组段171的两端，第一延伸段172的自由端与第二延伸段173的自由端分别构造为第一端头11和第二端头12。具体地，感应线圈18绕设于绕组段171并在第一延伸段172与第二延伸段173的端部形成磁场，使得第一端头11与第二端头12之间形成高频交变的磁场，以实现对极芯2加热。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，第一延伸段172的自由端与第二延伸段173的自由端朝向彼此延伸，第一端头11与第二端头12适于与极芯2在第二方向上的至少部分投影重合，第二方向与第一方向正交。具体地，导磁体17整体为“C”型，使得导磁体17的第一端头11与第二端头12之间距离更近，以使得磁场强度更大，增强极芯2的加热效果。极芯2的加热区2a位于加热间隙13的磁场感应区域内，第一端头11与第二端头12适于与极芯2在第二方向上的至少部分投影重合，第二方向与极芯2的厚度方向一致，由于极芯2由在厚度方向上堆叠的多层结构组成，令第一端头11及第二端头12与极芯2在极芯2厚度方向上的至少部分投影重合，使得第一端头11与第二端头12可在极芯2厚度方向上对应极芯2的加热区2a设置，以实现对极芯加热区2a多层结构的准确加热。可以理解的是，极芯2的极耳位于极芯2在第一方向上的两端，将极耳及极芯2其他区域偏离磁场区域设置，可起到保护极耳的作用。

根据本实用新型的一些实施例，加热装置10包括第一导磁体(未示出)和第一感应线圈(未示出)、第二导磁体(未示出)和第二感应线圈(未示出)，第一感应线圈绕设于第一导磁体的至少部分外周并在第一导磁体的端部形成第一端头11；第二感应线圈绕设于第二导磁体的至少部分外周并在第二导磁体的端部形成第二端头12，第二端头12朝向第一端头11且第一端头11与第二端头12的磁极相反。具体地，第一感应线圈和第二感应线圈通电时，第一导磁体的第一端头11和第二导磁体的第二端头12的磁极相反，使得第一端头11和第二端头12之间可以形成高频交变的磁场，实现对极芯2加热。

根据本实用新型的一些实施例，如图2所示，加热组件1还包括温度检测装置20及控制单元30。温度检测装置20适于检测极芯2的温度；控制单元30与加热装置10连接且根据极芯2的温度控制交变磁场。具体地，加热装置10、温度检测装置20及控制单元30组成加热组件1的热控制系统。根据热熔胶的熔点设定预设温度，当极芯2的温度达到预设温度时，热熔胶熔化，促使隔膜跟极片紧密的贴合在一起。采用温度检测装置20实时检测极芯2的温度并将温度反馈至控制单元30，控制单元30根据温度数据快速实时调整输出功率，以使加热装置10即时调整极芯2的加热温度，实现热控制系统的闭环控制，整个热控制系统响应快、精度高，可提高极芯2生产节拍。

根据本实用新型的一些实施例，控制单元30构造为比例微分积分控制器(即PID控制器)，以在闭环控制的加热组件1热控制系统中，使极芯2的温度能够迅速而准确地无限接近于预设温度，实现对极芯2加热温度的精准检测及控制。

根据本实用新型的一些实施例，如图4所示，第一端头11与极芯2之间的距离为d1，第二端头12与极芯2之间的距离为d2，且满足：d1≥1mm，d2≥1mm。具体地，极芯2的加热区2a放置于感应磁场区域内且加热区2a的中心位置位于第一端头11与第二端头12的中间位置，为使加热区2a在感应磁场区域内充分加热，第一端头11与第二端头12距离极芯2上下表面的距离不应过大，以确保加热区2a精准加热，且第一端头11与第二端头12距离极芯2上下表面的距离均需大于1mm，以避免与极芯2表面直接接触。

在本实用新型的一些实施例中，用于极芯2的加热组件1包括加热装置10、温度检测装置20及控制单元30。加热装置10包括导磁体17及感应线圈18，导磁体17整体为“C”型且包括绕组段171、第一延伸段172和第二延伸段173，绕组段171的外周绕设有感应线圈18，第一延伸段172与第二延伸段173分别设置于绕组段171的两端，第一延伸段172的自由端与第二延伸段173的自由端朝向彼此延伸且分别构造为第一端头11和第二端头12，第一端头11与第二端头12之间间隔并限定出加热间隙13，极芯2的加热区2a位于加热间隙13的磁场感应区域内。加热装置10包括在极芯2的宽度方向上间隔设置的第一加热装置14和第二加热装置15，第一加热装置14与第二加热装置15串联。

进行极芯2加热作业时，控制单元30先控制加热装置10产生交变磁场并对移动至加热间隙13内的极芯2进行加热，同时控制单元30获取极芯2的加热时长并通过温度检测装置20实时检测极芯2的当前温度，在极芯2的加热时长或极芯2的当前温度达到预设值时，控制单元30控制加热装置10调整输出功率。本申请的加热组件1通过形成交变磁场以使用非接触式加热的方式对极芯2进行加热，能够对极芯2快速加热且使极芯2各层加热温度均匀。

综上所述，根据本实用新型的加热组件1通过形成交变磁场以使用非接触式加热的方式对极芯2进行加热，加热装置10工作时形成交变磁场，以利用电磁加热极芯2的加热区2a，电磁加热升温速度快，可迅速将热熔胶活化，以实现极芯2多层结构之间的粘接，电磁加热能耗低且加热区域精准，能够对极芯加热区2a快速加热，并且使极芯加热区2a的各层同时加热且加热温度均匀，提高电池生产效率，还可以避免极芯2的外层因温度过高而受到损坏。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于极芯的加热组件，其特征在于，包括：

加热装置(10)，所述加热装置(10)具有第一端头(11)和第二端头(12)，所述第一端头(11)与所述第二端头(12)间隔设置以限定出适于所述极芯(2)通过的加热间隙(13)，所述加热装置(10)适于在所述加热间隙(13)形成用于加热所述极芯(2)的交变磁场。

2.根据权利要求1所述的用于极芯的加热组件，其特征在于，所述加热装置(10)构造多个且沿所述极芯(2)的外周间隔设置。

3.根据权利要求2所述的用于极芯的加热组件，其特征在于，所述加热装置(10)构造为多个且包括第一加热装置(14)和第二加热装置(15)，所述第一加热装置(14)和所述第二加热装置(15)在第一方向上间隔设置，第一加热装置(14)与所述第二加热装置(15)之间形成有适于所述极芯(2)移动的输送通道(16)。

4.根据权利要求3所述的用于极芯的加热组件，其特征在于，所述加热装置(10)包括：

导磁体(17)，所述导磁体(17)的两端形成有所述第一端头(11)和所述第二端头(12)；

感应线圈(18)，所述感应线圈(18)绕设于所述导磁体(17)的至少部分外周。

5.根据权利要求4所述的用于极芯的加热组件，其特征在于，所述导磁体(17)包括：

绕组段(171)，所述绕组段(171)的外周绕设有所述感应线圈(18)；

第一延伸段(172)和第二延伸段(173)，所述第一延伸段(172)与所述第二延伸段(173)分别设置于所述绕组段(171)的两端，所述第一延伸段(172)的自由端与所述第二延伸段(173)的自由端分别构造为所述第一端头(11)和所述第二端头(12)。

6.根据权利要求5所述的用于极芯的加热组件，其特征在于，所述第一延伸段(172)的自由端与所述第二延伸段(173)的自由端朝向彼此延伸，所述第一端头(11)与所述第二端头(12)适于与所述极芯(2)在第二方向上的至少部分投影重合，所述第二方向与所述第一方向正交。

7.根据权利要求1所述的用于极芯的加热组件，其特征在于，所述加热装置(10)包括：

第一导磁体和第一感应线圈，所述第一感应线圈绕设于所述第一导磁体的至少部分外周并在所述第一导磁体的端部形成所述第一端头(11)；

第二导磁体和第二感应线圈，所述第二感应线圈绕设于所述第二导磁体的至少部分外周并在所述第二导磁体的端部形成所述第二端头(12)，所述第二端头朝向所述第一端头(11)且所述第一端头(11)与所述第二端头(12)的磁极相反。

8.根据权利要求5所述的用于极芯的加热组件，其特征在于，还包括：

温度检测装置(20)，所述温度检测装置(20)适于检测所述极芯(2)的温度；

控制单元(30)，所述控制单元(30)与所述加热装置(10)连接且根据所述极芯(2)的温度控制所述交变磁场。

9.根据权利要求8所述的用于极芯的加热组件，其特征在于，所述控制单元(30)构造为比例微分积分控制器。

10.根据权利要求1所述的用于极芯的加热组件，其特征在于，所述第一端头(11)与所述极芯(2)之间的距离为d1，所述第二端头(12)与所述极芯(2)之间的距离为d2，且满足：d1≥1mm，d2≥1mm。