CN217541265U - 电池干燥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池干燥装置，包括箱体、中空的支架和加热装置，所述支架内设有相变材料，所述加热装置用于对所述支架内的所述相变材料进行加热。本实用新型利用相变材料在支架内进行气‑液循环，可以快速地将热量传导至箱体内的各个位置，不仅提高了加热效率，而且提高了箱体内部各个位置处的温度均匀性。

Description

电池干燥装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池干燥装置。

背景技术

随着新能源汽车行业的快速发展，作为电动汽车心脏的动力电池成为研究的热点。锂离子电池由于具有高电压、高比能量、良好的循环性能和清洁无污染等优点，被广泛应用于电动汽车领域。

由于水分对于电池的使用性能和安全性影响巨大，故电芯的干燥是电池生产过程中必不可少的一环。常见的电芯干燥方式为热风干燥，在热风干燥过程中，若电芯表面湿份蒸发速度小于内部湿份向表面移动的速度，则容易导致边界层水膜破裂，从而导致动力电池外表面硬化开裂。故现有技术一般是利用真空干燥装置对电芯进行干燥，在真空环境中，上述表面硬化现象将得到解决，电芯内的水分能够自由地向外表面迁移进而完成汽化。

而目前的真空干燥装置一般使用电加热方式，不仅加热效率低，而且还存在温度不均匀的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电池干燥装置，利用相变材料在支架内进行气-液循环，可以快速地将热量传导至箱体内的各个位置，不仅提高了加热效率，而且提高了箱体内部各个位置处的温度均匀性。

本实用新型的一种实施例提供一种电池干燥装置，包括箱体、中空的支架和加热装置，所述支架内设有相变材料，所述加热装置用于对所述支架内的所述相变材料进行加热。

其中，所述支架包括导热框架和回收加热槽，所述回收加热槽与所述导热框架连通，所述导热框架位于所述箱体内。

在一种可实现的方式中，所述回收加热槽和加热装置位于所述箱体内，所述加热装置对所述回收加热槽进行加热以实现对所述相变材料的加热。

在一种可实现的方式中，所述回收加热槽和加热装置位于所述箱体外，所述加热装置对所述回收加热槽进行加热以实现对所述相变材料的加热。

在一种可实现的方式中，所述回收加热槽位于支架的底部，所述相变材料设置于所述回收加热槽内，所述加热装置用于对所述回收加热槽进行加热。

在一种可实现的方式中，所述加热装置与所述回收加热槽相接触以实现对所述支架内的所述相变材料进行加热。

在一种可实现的方式中，所述回收加热槽内的所述相变材料的体积不超过所述回收加热槽体积的3/4。

在一种可实现的方式中，所述支架还包括回流管，所述回流管的两端分别与所述导热框架和所述回收加热槽连通。

在一种可实现的方式中，所述加热装置包括加热板，所述加热板设置于所述回收加热槽的下方。

在一种可实现的方式中，所述加热板与所述回收加热槽的底壁相贴合。

在一种可实现的方式中，所述导热框架包括多根水平设置的横管和多根竖向设置的竖管，所述导热框架由多根所述横管和多根所述竖管相互交叉连通形成。

在一种可实现的方式中，多根所述横管沿竖向方向分为多层，每相邻两层所述横管上下间隔设置，多层所述横管将所述箱体的内部空间分隔为至少两层容纳空间。

在一种可实现的方式中，所述横管上设有用于放置待干燥电池材料的导热板。

在一种可实现的方式中，所述导热板上设有凹槽，所述横管嵌入在所述凹槽内。

在一种可实现的方式中，所述导热板与所述横管之间设有导热胶。

在一种可实现的方式中，所述相变材料为沸点在20℃-150℃的低沸点液体。

在一种可实现的方式中，所述支架内部为负压状态。

在一种可实现的方式中，所述电池干燥装置还包括真空泵和真空压力传感器，所述真空泵位于所述箱体外并与所述箱体连通。

在一种可实现的方式中，所述真空泵用于对所述箱体内部抽真空，所述真空压力传感器设置于所述箱体内。

在一种可实现的方式中，所述箱体内设有温度传感器。

本实用新型提供的电池干燥装置，通过在中空的支架内设置相变材料，利用加热装置对相变材料进行加热，相变材料在升温后由液态汽化为气态，气态的相变材料能够迅速地充满支架内的各个位置；气态的相变材料在液化时能够快速地散热，从而快速地将热量传导至箱体内的各个位置，即利用相变材料在支架内进行气-液循环，实现箱体内部快速均匀地升温，不仅提高了加热效率，而且提高了箱体内部各个位置处的温度均匀性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中电池干燥装置的内部结构示意图。

图2为图1中导热框架与导热板的连接结构示意图。

图3为图2中导热框架的结构示意图。

图4为图2中导热板的仰视图。

图5为本实用新型另一实施例中电池干燥装置的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本实用新型的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

如图1所示，本实用新型的一种实施例提供一种电池干燥装置，包括箱体1、中空的支架2和加热装置3，支架2设置于箱体1内，支架2内设有相变材料，加热装置3用于对支架2内的相变材料进行加热。其中支架2包括导热框架21和回收加热槽22，回收加热槽22与导热框架21连通，导热框架21位于箱体1内。

如图1所示，作为一种实施方式，支架2用于放置待干燥电池材料，待干燥电池材料包括电芯等部件，待干燥电池材料放置在电芯托盘6内，电芯托盘6放置于支架2上。回收加热槽22和加热装置3位于箱体1内，加热装置3对回收加热槽22进行加热以实现对相变材料的加热。

如图5所示，作为另一种实施方式，回收加热槽22和加热装置3位于箱体1外，加热装置3对回收加热槽22进行加热以实现对相变材料的加热。

具体地，本实施例通过在中空的支架2内设置相变材料，利用加热装置3对相变材料进行加热，相变材料在升温后由液态汽化为气态，气态的相变材料能够迅速地充满支架2内的各个位置；气态的相变材料在液化时能够快速地散热，从而快速地将热量传导至箱体1内的各个位置，以对待干燥电池材料进行加热干燥，液化后的相变材料又回到支架2底部再次进行加热汽化为气态，即利用相变材料在支架2内进行气-液循环，实现箱体1内部快速均匀地升温，不仅提高了加热效率，而且提高了箱体1内部各个位置处的温度均匀性。

作为一种实施方式，相变材料为沸点在20℃-150℃的低沸点液体。低沸点液体可以为水、氨水、全氟己酮、二氯甲烷、四氯化碳、溴丙烷等不易燃液体。

作为一种实施方式，支架2的内部通过抽真空形成负压状态。通过对支架2内部进行抽真空处理，使支架2内部形成负压状态，从而减小支架2内部空气和压力对气态相变材料扩散时的阻碍，使得相变材料在升温由液态汽化为气态时能够迅速地充满支架2内的各个位置，同时避免支架2膨胀而造成的损坏(相变材料在升温由液态汽化为气态时，支架2内部压力会增大；若不对支架2内部进行抽真空处理，不仅会阻碍相变材料的汽化和扩散，还可能造成支架2膨胀损坏)。同时，支架2内的负压还能够降低相变材料的沸点，使得相变材料能够快速汽化。

如图1所示，作为一种实施方式，加热装置3与支架2的底部相接触以实现对支架2内的相变材料进行加热。

如图1所示，作为一种实施方式，支架2包括导热框架21和回收加热槽22，导热框架21的尺寸大小与箱体1内部空间大小相匹配，回收加热槽22对应导热框架21的底部设置，且回收加热槽22与导热框架21连通形成密闭空间。相变材料设置于回收加热槽22内，加热装置3用于对回收加热槽22进行加热。

具体地，回收加热槽22用于盛装相变材料，回收加热槽22为密封的箱体结构，相变材料能够在回收加热槽22和导热框架21连通形成的密闭空间内进行气液循环转化。在工作时，加热装置3对回收加热槽22进行加热，使回收加热槽22内液态的相变材料升温汽化为气态，气态的相变材料进入导热框架21内后顺着导热框架21的内部通道上升，最终到达导热框架21内的各个位置，从而实现箱体1内部空间快速均匀地升温。

如图1所示，作为一种实施方式，加热装置3与回收加热槽22相接触以实现对回收加热槽22进行加热。

作为一种实施方式，回收加热槽22和导热框架21连通形成的密闭空间内为负压状态。

作为一种实施方式，回收加热槽22内的相变材料的体积不超过回收加热槽22体积的3/4(即回收加热槽22内的相变材料的液位高度不超过回收加热槽22内部深度的3/4)。

如图1所示，作为一种实施方式，支架2还包括回流管23，回流管23的两端分别与导热框架21和回收加热槽22连通。回收加热槽22内汽化后的气态相变材料能够通过回流管23进入导热框架21内，导热框架21内液化后的液态相变材料也能够通过回流管23回流至回收加热槽22内。

如图1及图2所示，作为一种实施方式，回流管23的一端与导热框架21固定连接，回流管23的另一端穿过回收加热槽22后伸入至回收加热槽22内，且回流管23与导热框架21和回收加热槽22均密封连接。

如图1所示，作为一种实施方式，加热装置3包括加热板31，加热板31和回收加热槽22均为扁平状结构，加热板31设置于回收加热槽22的下方，加热板31与回收加热槽22的底壁相贴合。加热装置3可以为电加热装置、热油加热装置、电磁加热装置等。

如图2及图3所示，作为一种实施方式，导热框架21包括多根水平设置的横管211和多根竖向设置的竖管212，导热框架21由多根横管211和多根竖管212相互交叉连通形成。

如图1至图3所示，作为一种实施方式，多根横管211沿竖向方向分为多层，每相邻两层横管211上下间隔设置，多层横管211将箱体1的内部空间分隔为至少两层上下间隔的容纳空间11，各层容纳空间11分别用于放置待干燥电池材料、回收加热槽22等装置，从而便于元器件的摆放和布置。

如图1至图3所示，作为一种实施方式，多根横管211沿竖向方向分为四层，该四层横管211将箱体1的内部空间分隔为三层上下间隔的容纳空间11，回收加热槽22和加热板31设置于最下层的容纳空间11内，中间层和最上层的容纳空间11内可放置电芯托盘6。

如图3所示，作为一种实施方式，导热框架21包括四根间隔设置的竖管212，多根横管211包括多根第一横管211a和多根第二横管211b，每根第一横管211a的两端分别与对应的两根竖管212相连，每根第二横管211b的两端分别与对应的两根第一横管211a相连。

如图1及图2所示，作为一种实施方式，横管211上设有用于放置待干燥电池材料的导热板24。通过设置导热板24，不仅可以使电芯托盘6平稳地放置在导热框架21上，而且能够增加电芯托盘6与导热框架21的接触面积，提高了加热效率，同时提升了电芯托盘6的加热均匀性。

作为一种实施方式，导热板24为铝板。当然，在其它实施例中，导热板24还可以采用其它导热材料(例如钢材)制成。

如图2及图4所示，作为一种实施方式，导热板24上设有凹槽241，横管211嵌入在凹槽241内，从而增加导热板24与导热框架21的接触面积，提高导热板24与导热框架21之间的传热效率。

作为一种实施方式，导热板24与横管211之间设有导热胶(图未示)，导热胶填充导热板24与横管211之间的间隙，该间隙位于导热板24与横管211相嵌合位置的凹槽241处，从而进一步地提高导热板24与导热框架21之间的传热效率。

如图1所示，作为一种实施方式，电池干燥装置还包括真空泵4和真空压力传感器(图未示)，真空泵4位于箱体1外并与箱体1连通。真空压力传感器设置于箱体1的内壁上，且真空压力传感器靠近导热框架21设置，真空压力传感器用于检测箱体1内部的压力大小。

具体地，真空泵4用于对箱体1内部抽真空(还能够对箱体1内部抽湿)，使箱体1内部呈负压状态，从而降低水的沸点，使待干燥电池材料表面的水分快速汽化挥发，同时提高箱体1内部热量的传导速率，进而提高干燥效率。

如图1所示，作为一种实施方式，箱体1内设有温度传感器5，温度传感器5设置于箱体1的内壁上，温度传感器5用于检测箱体1内部的温度。

如图1所示，作为一种实施方式，温度传感器5的数量为多个，多个温度传感器5分别对应各层容纳空间11设置。

作为一种实施方式，箱体1上设有保温层(图未示)，保温层可以为设置于箱体1内壁上的保温棉、气凝胶、真空板等，保温层能够减少箱体1内部的热量散发，进而提高干燥效率。

本实用新型实施例还提供一种支架2的制作方法，该支架2的制作方法包括：

在支架2上设置阀口(图未示)，通过支架2上的阀口对支架2内部抽真空；

通过支架2上的阀口将相变材料注入至支架2内，相变材料注入完成后封闭阀口。

作为一种实施方式，支架2包括导热框架21和回收加热槽22，回收加热槽22对应导热框架21的底部设置，且回收加热槽22与导热框架21连通，上述通过支架2上的阀口将相变材料注入至支架2内，相变材料注入完成后封闭阀口，具体包括：

通过支架2上的阀口将相变材料注入至回收加热槽22内，待回收加热槽22内相变材料的体积达到回收加热槽22体积的3/4后封闭阀口。

本实施例中电池干燥装置的具体工作流程为：

1、将待干燥电池材料放置在电芯托盘6内，然后将电芯托盘6放置于导热板24上；

2、将箱体1封闭，利用真空泵4对箱体1内部抽真空；

3、设定加热温度为50℃-150℃，加热装置3开始工作，加热装置3对回收加热槽22内的相变材料进行加热。回收加热槽22内的相变材料升温至沸点后汽化为气态相变材料，气态相变材料进入导热框架21内后顺着导热框架21的内部通道上升，将热量通过导热框架21传导至整个箱体1内部，从而实现箱体1内部空间快速均匀地升温；气态相变材料遇冷凝结为液态相变材料后经回流管23回流至回收加热槽22内，使得相变材料在支架2内进行气-液循环。箱体1内部的温度快速到达设定值后，箱体1内部上半部分的压强始终等于当前温度下的饱和蒸汽压，箱体1内部的液态水和气态水之间保持一个动态平衡，从而使整个箱体1内部的温度均匀，箱体1内部具体的温度由温度传感器5显示。同时，通过控制加热装置3的加热温度能够控制箱体1内部的温度升高或降低。

本实用新型实施例提供的电池干燥装置，通过在中空的支架2内设置相变材料，利用加热装置3对相变材料进行加热，相变材料在升温后由液态汽化为气态，气态的相变材料能够迅速地充满支架2内的各个位置；气态的相变材料在液化时能够快速地散热，从而快速地将热量传导至箱体1内的各个位置，以对待干燥电池材料进行加热干燥，液化后的相变材料又回到支架2底部再次进行加热汽化为气态，即利用相变材料在支架2内进行气-液循环，实现箱体1内部快速均匀地升温，不仅提高了加热效率，而且提高了箱体1内部各个位置处的温度均匀性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种电池干燥装置，其特征在于，包括箱体(1)、中空的支架(2)和加热装置(3)，所述支架(2)内设有相变材料，所述加热装置(3)用于对所述支架(2)内的所述相变材料进行加热。

2.如权利要求1所述的电池干燥装置，其特征在于，所述支架(2)包括导热框架(21)和回收加热槽(22)，所述回收加热槽(22)与所述导热框架(21)连通，所述导热框架(21)位于所述箱体(1)内。

3.如权利要求2所述的电池干燥装置，其特征在于，所述回收加热槽(22)和所述加热装置(3)均位于所述箱体(1)内，所述加热装置(3)用于对所述回收加热槽(22)进行加热以实现对所述相变材料的加热。

4.如权利要求2所述的电池干燥装置，其特征在于，所述回收加热槽(22)和所述加热装置(3)均位于所述箱体(1)外，所述加热装置(3)用于对所述回收加热槽(22)进行加热以实现对所述相变材料的加热。

5.如权利要求3或4所述的电池干燥装置，其特征在于，所述加热装置(3)与所述回收加热槽(22)相接触以实现对所述回收加热槽(22)进行加热。

6.如权利要求3或4所述的电池干燥装置，其特征在于，所述回收加热槽(22)位于所述支架(2)的底部，所述相变材料设置于所述回收加热槽(22)内，所述加热装置(3)用于对所述回收加热槽(22)进行加热。

7.如权利要求6所述的电池干燥装置，其特征在于，所述回收加热槽(22)内的所述相变材料的体积不超过所述回收加热槽(22)体积的3/4。

8.如权利要求3或4所述的电池干燥装置，其特征在于，所述支架(2)还包括回流管(23)，所述回流管(23)的两端分别与所述导热框架(21)和所述回收加热槽(22)连通。

9.如权利要求3或4所述的电池干燥装置，其特征在于，所述加热装置(3)包括加热板(31)，所述加热板(31)设置于所述回收加热槽(22)的下方。

10.如权利要求9所述的电池干燥装置，其特征在于，所述加热板(31)与所述回收加热槽(22)的底壁相贴合。

11.如权利要求2所述的电池干燥装置，其特征在于，所述导热框架(21)包括多根水平设置的横管(211)和多根竖向设置的竖管(212)，所述导热框架(21)由多根所述横管(211)和多根所述竖管(212)相互交叉连通形成；多根所述横管(211)沿竖向方向分为多层，每相邻两层所述横管(211)上下间隔设置，多层所述横管(211)将所述箱体(1)的内部空间分隔为至少两层容纳空间(11)。

12.如权利要求11所述的电池干燥装置，其特征在于，所述横管(211)上设有用于放置待干燥电池材料的导热板(24)。

13.如权利要求1-4任一项所述的电池干燥装置，其特征在于，所述相变材料为沸点在20℃-150℃的低沸点液体。

14.如权利要求1-4任一项所述的电池干燥装置，其特征在于，所述支架(2)内部为负压状态。

15.如权利要求1-4任一项所述的电池干燥装置，其特征在于，所述电池干燥装置还包括真空泵(4)，所述真空泵(4)位于所述箱体(1)外并与所述箱体(1)连通。

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