CN209386695U - 一种锂电池生产用真空镭射烤箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池生产用真空镭射烤箱，涉及锂电池制造技术领域，包括箱体和箱门，箱体的外侧壁上设置有真空泵以及控制箱体内温度以及真空度的控制装置，箱体内设置有用于放置待干燥电芯的放置架，箱体内部还设置有镭射装置，镭射装置的出射端朝向箱体内放置待干燥电芯位置；箱体内部还设置有用于驱动镭射装置运动的驱动组件，通过在烤箱中设置镭射装置，将热量有针对性的集中在待干燥的电芯附近，由此提升干燥的效率，缩短干燥的时间；通过将放置电芯的放置架设置为可移动，使得电芯能够干燥的更为快速。

Description

一种锂电池生产用真空镭射烤箱

技术领域

本实用新型涉及锂电池制造技术领域，更具体地说，它涉及一种锂电池生产用真空镭射烤箱。

背景技术

在锂电池生产过程中，想要生产出好的产品，很多公司最为烦恼的是“水分控制”，因为在生产过程中，锂电池最怕的就是水，每一道工序只要水分没有控制好，生产出的产品会水分超标，充电后水分会分解，电池内压就大，同时在注电解液的过程中，电解液中含有LiPF6，遇到水分时会产生氟化氢(HF)形成气体，造成鼓壳、影响厚度、SEI膜形成不完整等等问题。

在生产过程中，最难控制的是电芯在注液前的温度烘烤，通常厂家会用真空普通烤箱，将温度设定为85摄氏度，在负压的情况下烘烤36-48小时，注液房湿度控制在1%RH。专利公告号为CN2066484416U的中国专利，提出了一种锂电池生产用真空烤箱，其技术方案可以大体概括为利用真空泵实现箱体内部的负压，加热采用箱体侧壁内部嵌设的加热管实现，最后通过单片机等控制器实现对箱体内部真空度以及温度的调节。

上述烤箱在使用时，由于热量只是大体均匀地分布在烤箱内部，实际上距离烤箱内侧壁的热量最高，而中间放置电芯极片处的热量最低，为了使得上述热量能够分布均匀，主要的办法就是延长加热时间，利用热量的自扩散实现热量的均匀分布，这需要耗费一定的时间。其次，均匀分布的热量由于没有针对性，并不能及时有效地去除附着在电芯极片上的水分，还是需要花费大量的时间去使得电芯极片上的水分自然烘干。上述设置都使得生产工序中电芯烘干时间过长，降低了生产效率。

实用新型内容

针对实际运用中普通蓄电池生产用真空烤箱烘干效率低，导致电芯注液前除水工序耗时长这一问题，本实用新型目的在于提出一种锂电池生产用真空镭射烤箱，利用镭射方式结合加热管，将热量更为精准地投送到电芯待除水位置，缩短出水的时间，提高除水效率,具体方案如下：

一种锂电池生产用真空镭射烤箱，包括箱体和箱门，所述箱体的外侧壁上设置有真空泵以及控制箱体内温度以及真空度的控制装置，所述箱体内设置有用于放置待干燥电芯的放置架，所述箱体内部还设置有镭射装置，所述镭射装置与控制装置控制连接且出射端朝向所述箱体内放置所述待干燥电芯位置；

所述箱体内部还设置有用于驱动所述镭射装置运动的驱动组件。

通过上述技术方案，利用镭射装置有针对性的对放置待干燥电芯的位置进行加热，缩短了热量由箱体内壁扩散到电芯放置处的所需的时间。同时，利用驱动组件驱动所述镭射装置运动，有助于热量更为均匀地施放到放置电芯的位置处。

进一步的，所述驱动组件包括转动设置于所述箱体内壁上的至少一个转动或滑动安装板及对应的驱动源，所述镭射装置可拆卸安装在所述安装板上。

通过上述技术方案，使得镭射装置能够依次对放置在放置架上的电芯进行加热，将热量集中在一处，在不损坏电芯的前提下实现电芯上附着水分的快速加热烘干。

进一步的，所述箱体内部还设置有用于驱动所述放置架运动的驱动机构，所述驱动机构包括设置于所述箱体内侧壁上的导轨以及驱动件，所述放置架滑移设置于所述导轨上并受所述驱动件驱动，沿所述箱体内侧壁的高度或宽度方向运动。

进一步的，所述驱动件包括设置于箱体侧壁内部的驱动电机或电动伸缩杆，所述驱动电机或电动伸缩杆的活动部与所述放置架传动连接。

通过上述技术方案，将驱动电机或气缸设置在箱体外部，可以避免上述器件受到高温损坏。

进一步的，所述放置架上设置有方便水汽逸散的镂空。

通过上述技术方案，能够有效的使电芯周围的热量均匀扩散，加快电芯的干燥速度。

进一步的，所述箱体的侧壁上设置有氮气充入口，所述氮气充入口与外部氮气储存装置相连通且二者之间设置有充气电磁阀；所述真空泵与所述箱体之间设置有吸气电磁阀；所述充气电磁阀与吸气电磁阀均与控制装置控制连接。

通过上述技术方案，可以利用充入的氮气将箱体内部的水汽被真空泵抽走，并且可以借此快速实现对箱体内的温度调节。

进一步的，所述箱体上还设置有冷却循环回路，所述冷却循环回路的两端与所述箱体相连通，所述冷却循环回路中设置有气流泵以及用于给冷却循环回路中的气流进行降温的冷却装置。

通过上述技术方案，干燥后的电芯能够按照设定的速率加以冷却至设定温度，便于后续的注液操作。

进一步的，所述冷却循环回路与所述外部氮气储存装置相连通且二者之间设置有冷却电磁阀，所述冷却电磁阀与控制装置控制连接。

通过上述技术方案，利用温度较低的干燥的氮气能够更为准确地对已经干燥的电芯进行降温，通过调节通入箱体氮气的温度进而改变箱体内的温度，同时也避免高温干燥后短时间内电芯与空气接触造成部门成分氧化。

进一步的，所述箱体外部设置有用于检测环境温度的温度检测仪以及检测环境湿度的湿度检测仪，所述温度检测仪与湿度检测仪与所述控制装置信号连接；

所述控制装置接收并响应于检测到的环境温度以及环境湿度信号，调整控制所述箱体中电芯干燥后的冷却温度。

通过上述技术方案，在烤箱开启前，调整烤箱箱体内部的温度，使得电芯离开箱体后不会因为温度过低与环境中的水分发生反应，也不会因为温度过高而影响到进入到下一工序的时间，提升电芯干燥效率。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

（1）通过在烤箱中设置镭射装置，将热量有针对性的集中在待干燥的电芯附近，由此提升干燥的效率，缩短干燥的时间；

（2）通过将放置电芯的放置架设置为可移动，使得电芯能够干燥的更为快速；

（3）通过在开箱取件前有针对性地利用氮气调节箱体内的温度，首先可以平衡箱体内外的气压，其次可以精确地调整箱体内电芯的温度，使其能够以最佳的温度进入到下一道工序，缩短后续温度调整的时间。

附图说明

图1为真空镭射烤箱的整体示意图；

图2为真空镭射烤箱的示意图（略去箱门）；

图3为真空镭射烤箱的示意图（突出箱体内顶部）；

图4为驱动组件的结构示意图。

附图标记：1、箱体；2、箱门；3、真空泵；4、控制装置；5、放置架；6、加热层；7、电加热管；9、镭射装置；10、安装板；12、导轨；13、滑块；14、电动伸缩杆；15、条形开口；16、连接块；17、氮气充入口；19、温度检测仪；20、湿度检测仪。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

如图1和图4所示，一种锂电池生产用真空镭射烤箱，包括箱体1和箱门2，箱体1的外侧壁上设置有真空泵3以及控制箱体1内温度以及真空度的控制装置4，箱体1内设置有用于放置待干燥电芯的放置架5。与现有技术相类似，箱体1中的温度由设置于箱体1内侧壁上的加热层6调节，加热层6中设置有电加热管7，在箱体1内部设置有温度传感器，利用温度传感器检测箱体1内的温度并且将数据反馈至控制装置4，控制装置4控制电加热管7的功率实现温度的调节。上述控制装置4采用单片机模块实现。利用温度传感器、单片机以及电加热管7调整温度在现有技术中已经有许多应用，此外，基于单片机的控制调节在实践中已经有很多实践，在此不再赘述。

在本实用新型中，如图3所示，箱体1内部还设置有镭射装置9，镭射装置9与控制装置4控制连接且出射端朝向箱体1内放置待干燥电芯位置。利用镭射装置9发出的激光可以迅速地将热量聚集到电芯上，实现电芯水分的排除，可以有效地缩短除水时间。

由于电芯是分开放置于所述箱体1中，为了使得镭射装置9能够对多个电芯都能够进行照射，箱体1内部还设置有用于驱动镭射装置9运动的驱动组件。

如图4所示，驱动组件包括转动设置于箱体1内壁上的至少一个转动或滑动安装板10及对应的驱动源，镭射装置9可拆卸安装在安装板10上。在本实施例中，采用的是转动的安装板10。上述驱动源采用转动电机实现，转动电机与控制装置4连接，受控制装置4控制。

如图2及图4所示，箱体1内部还设置有用于驱动放置架5运动的驱动机构，驱动机构包括设置于箱体1内侧壁上的导轨12以及驱动件，放置架5滑移设置于导轨12上并受驱动件驱动，沿箱体1内侧壁的高度或宽度方向运动。在本实施例中，上述导轨12沿箱体1内侧壁的高度方向设置，上述导轨12设置为C型导轨12，对应的，放置架5与导轨12相接处设置有与所述导轨12相适配的T形滑块13。

上述驱动件包括设置于箱体1侧壁内部的驱动电机或电动伸缩杆14，驱动电机或电动伸缩杆14的活动部与放置架5传动连接。如图4所示，在本实施例中，优选采用电动伸缩杆14实现，所述电动伸缩杆14的主体设置于所述箱体1侧壁的夹层内，由此可以有效地减少来自箱体1内的对电动伸缩杆14的热冲击。对应的，在箱体1的侧壁上设置有条形开口15，上述电动伸缩杆14的伸缩端（即上述活动部）上设置有连接块16，所述连接块16一端与电动伸缩杆14固定连接，另一端穿过上述条形开口15与放置架5固定连接。当电动伸缩杆14动作时，则可以带动放置架5运动。

基于上述技术方案，使得镭射装置9能够依次对放置在放置架5上的电芯进行加热，将热量集中在一处，在不损坏电芯的前提下实现电芯上附着水分的快速加热烘干。

进一步优化的，放置架5上设置有方便水汽逸散的镂空，上述镂空能够有效的使电芯周围的热量均匀扩散，加快电芯的干燥速度。

考虑到箱体1内部在使用时处于真空状态，在后期开启箱门2时会比较困难，而考虑到部件氧化以及环境空气中存在的水分，此时又不能直接将环境中的空气直接流入箱体1。由此，如图2所示，箱体1的侧壁上设置有氮气充入口17，氮气充入口17与外部氮气储存装置相连通且二者之间设置有充气电磁阀。真空泵3与箱体1之间设置有吸气电磁阀。充气电磁阀与吸气电磁阀均与控制装置4控制连接。可以利用充入的氮气将箱体1内部的水汽被真空泵3抽走，并且可以借此快速实现对箱体1内的温度调节。

箱体1上还设置有冷却循环回路，冷却循环回路的两端与箱体1相连通，冷却循环回路中设置有气流泵以及用于给冷却循环回路中的气流进行降温的冷却装置，干燥后的电芯能够按照设定的速率加以冷却至设定温度，便于后续的注液操作。由于箱体1中的加热温度为85摄氏度左右，因此，上述冷却装置可以直接采用普通水冷即可，将箱体1内的温度冷却至比环境温度高即可。

在本实施例中，冷却循环回路与外部氮气储存装置相连通且二者之间设置有冷却电磁阀，冷却电磁阀与控制装置4控制连接，利用温度较低的干燥的氮气能够更为准确地对已经干燥的电芯进行降温，通过调节通入箱体1氮气的温度进而改变箱体1内的温度，同时也避免高温干燥后短时间内电芯与空气接触造成部门成分氧化。

在本实施例中，如图1所示，箱体1外部设置有用于检测环境温度的温度检测仪19以及检测环境湿度的湿度检测仪20，温度检测仪19与湿度检测仪20与控制装置4信号连接。控制装置4接收并响应于检测到的环境温度以及环境湿度信号，调整控制箱体1中电芯干燥后的冷却温度。基于上述设置，在烤箱开启前，调整烤箱箱体1内部的温度，使得电芯离开箱体1后不会因为温度过低与环境中的水分发生反应，也不会因为温度过高而影响到进入到下一工序的时间，提升电芯干燥效率，整体上缩短该工序所需的时间。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种锂电池生产用真空镭射烤箱，包括箱体(1)和箱门(2)，所述箱体(1)的外侧壁上设置有真空泵(3)以及控制箱体(1)内温度以及真空度的控制装置(4)，所述箱体(1)内设置有用于放置待干燥电芯的放置架(5)，其特征在于，所述箱体(1)内部还设置有镭射装置(9)，所述镭射装置(9)与控制装置(4)控制连接且出射端朝向所述箱体(1)内放置所述待干燥电芯位置；

所述箱体(1)内部还设置有用于驱动所述镭射装置(9)运动的驱动组件。

2.根据权利要求1所述的锂电池生产用真空镭射烤箱，其特征在于，所述驱动组件包括转动设置于所述箱体(1)内壁上的至少一个转动或滑动安装板(10)及对应的驱动源，所述镭射装置(9)可拆卸安装在所述安装板(10)上。

3.根据权利要求1所述的锂电池生产用真空镭射烤箱，其特征在于，所述箱体(1)内部还设置有用于驱动所述放置架(5)运动的驱动机构，所述驱动机构包括设置于所述箱体(1)内侧壁上的导轨(12)以及驱动件，所述放置架(5)滑移设置于所述导轨(12)上并受所述驱动件驱动，沿所述箱体(1)内侧壁的高度或宽度方向运动。

4.根据权利要求3所述的锂电池生产用真空镭射烤箱，其特征在于，所述驱动件包括设置于箱体(1)侧壁内部的驱动电机或电动伸缩杆(14)，所述驱动电机或电动伸缩杆(14)的活动部与所述放置架(5)传动连接。

5.根据权利要求1所述的锂电池生产用真空镭射烤箱，其特征在于，所述放置架(5)上设置有方便水汽逸散的镂空。

6.根据权利要求1所述的锂电池生产用真空镭射烤箱，其特征在于，所述箱体(1)的侧壁上设置有氮气充入口(17)，所述氮气充入口(17)与外部氮气储存装置相连通且二者之间设置有充气电磁阀；所述真空泵(3)与所述箱体(1)之间设置有吸气电磁阀；所述充气电磁阀与吸气电磁阀均与控制装置(4)控制连接。

7.根据权利要求6所述的锂电池生产用真空镭射烤箱，其特征在于，所述箱体(1)上还设置有冷却循环回路，所述冷却循环回路的两端与所述箱体(1)相连通，所述冷却循环回路中设置有气流泵以及用于给冷却循环回路中的气流进行降温的冷却装置。

8.根据权利要求7所述的锂电池生产用真空镭射烤箱，其特征在于，所述冷却循环回路与所述外部氮气储存装置相连通且二者之间设置有冷却电磁阀，所述冷却电磁阀与控制装置(4)控制连接。

9.根据权利要求8所述的锂电池生产用真空镭射烤箱，其特征在于，所述箱体(1)外部设置有用于检测环境温度的温度检测仪(19)以及检测环境湿度的湿度检测仪(20)，所述温度检测仪(19)与湿度检测仪(20)与所述控制装置(4)信号连接；

所述控制装置(4)接收并响应于检测到的环境温度以及环境湿度信号，调整控制所述箱体(1)中电芯干燥后的冷却温度。