锂离子电池极卷的真空烘烤装置和利用其烘烤电池极卷的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种锂离子电池极卷的真空烘烤装置和利用其烘烤电池极卷的方法，其中，真空烘烤装置包括：多个箱体、上下料机构、加热机构、氮气管道、鼓风风机、冷却机构、温度控制机构、压力控制机构，其中，多个箱体依次为预热箱体、第一真空过渡箱体、真空除水箱体、第二真空过渡箱体和冷却箱体；上下料机构包括倍速链和多个料架，倍速链贯穿多个箱体且设置每个箱体的下壁板上，多个料架间隔设置在倍速链上，且可在倍速链上滑动进入箱体内；加热机构包括轴心加热件和壁板加热件，轴心加热件水平设置在料架上，轴心加热件的两端适于放置电池极卷。该真空烘烤装置可以实现连续化处理多个电池极卷，具有温度和压力的自动控制、自动上下料等优点。

Vacuum Baking Device for Lithium Ion Battery Pole Coil and Method of Baking Battery Pole Coil with It

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池极卷的真空烘烤装置和利用其烘烤电池极卷的方法
本专利技术属于锂电池领域，具体而言，本专利技术涉及锂离子电池极卷的真空烘烤装置和利用其烘烤电池极卷的方法。
技术介绍
随着电动汽车的不断发展，对锂离子电池的能量密度和安全性要求越来越高，结合现在的能量工艺体系，能量密度越高的电池，电极料卷的水含量越低；安全性越好的电池，电极料卷的反弹一致性越好，所以对锂离子电池的烘烤装置要求也是越来越高。专利CN109186197A公布了一种极卷高效干燥装置及其干燥方法，其通过干燥腔体的箱面和水平芯轴的同时加热，理论上保证了极卷烘烤温度的均匀性。但实际上，由于水平金属芯轴不仅需要起加热作用，还需承载极卷的重量，锂离子电池极卷一般较重，一卷重量多达上百千克；所以水平芯轴不仅需要耐高温，还要长期承受几百千克的载荷，其单臂支撑的结构(非平衡结构)根本无法保证芯轴和固定连接机构的寿命。另外，由于极卷卷筒完全紧贴金属芯轴，烘烤时，热量直接从芯轴通过接触传导至卷筒再传导至极卷，属于热传递三种方式中的热传导，传热效率高，但由于电池极卷烘烤过程中温度要做到精确控制，过高的传热效率根本无法保证温度的准确性和均匀性，给温度控制系统带来很大的难度；极卷极易出现温度过高和过低，对极卷的质量造成很大的影响。专利CN208108686U公布了一种用于电池极片的真空烤箱，其通过转轴使极片来回转动，两面加热，理论上可以实现极卷烘烤的均匀性，但实际上没有纠偏装置，极卷对齐度根本无法保证，影响电池极卷的质量；同时，来回转动过程中极卷容易出现掉粉，容易导致电池短路的发生；而且其只能通过人工上下料，不能做到自动上下料，影响效率等。因此针对电池极卷的烘烤过程中存在的温度控制难度大，温度均匀性无法保证，易掉粉，无法自动上下料等问题，急需开发一种新的烘烤装置和方法以满足电池烘烤日益严格的要求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种用于电池极卷的真空烘烤装置和利用其烘烤电池极卷的方法，该真空烘烤装置可以实现同时连续化处理多个电池极卷，而且具有温度和压力的自动控制、烘烤温度均匀、极卷不掉粉以及自动上下料的优点。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种锂离子电池极卷的真空烘烤装置，根据本专利技术的实施例，该真空烘烤装置包括：多个箱体，每个所述箱体包括上壁板、下壁板、左壁板、右壁板以及两个门阀，所述多个箱体首尾相连，且相邻的两个所述箱体之间共用一个所述门阀用于密封，所述多个箱体依次为预热箱体、第一真空过渡箱体、真空除水箱体、第二真空过渡箱体和冷却箱体；上下料机构，所述上下料机构包括倍速链和多个料架，所述倍速链贯穿所述多个箱体且设置每个所述箱体的下壁板上，所述多个料架间隔设置在所述倍速链上，且可在所述倍速链上滑动进入下游箱体内；加热机构，所述加热机构包括轴心加热件和壁板加热件，所述轴心加热件水平设置在所述料架上，且两端分别与所述左壁板和所述右壁板垂直，所述轴心加热件的两端适于放置电池极卷并对所述电池极卷加热；所述壁板加热件设置在所述预热箱体、所述第一真空过渡箱体、所述真空除水箱体和所述第二真空过渡箱体的所述上壁板、所述左壁板和所述右壁板中至少一个的内壁上；氮气管道，所述氮气管道穿过每个所述箱体与所述箱体的内腔连通；鼓风风机，所述鼓风风机设置在每个所述箱体上；冷却机构，所述冷却机构设置在所述冷却箱体上，且适于对所述冷却箱体内温度进行冷却；温度控制机构，所述温度控制机构设置在所述壁板加热件和所述轴心加热件上，且适于监测和调控所述壁板加热件和所述轴心加热件的温度；压力控制机构，所述压力控制机构设置在每个所述箱体上，且适于监测和调控每个所述箱体内的压力。由此，本专利技术上述实施例的锂离子电池极卷的真空烘烤装置，首先，通过设置串联连接的多个箱体，依次为预热箱体、第一真空过渡箱体、真空除水箱体、第二真空过渡箱体和冷却箱体，电池极卷放置在轴心加热件上，并通过上下料机构依次被送至各箱体内，以便使得电池极卷在各箱体内依次完成烘烤过程中的各个阶段。因此，本专利技术上述实施例的锂离子电池极卷的真空烘烤装置可以实现多个电池极卷的连续化同时处理，进而可以显著提高处理效率。另外，每个箱体根据对应阶段的功能保持固定的烘烤条件，进而无需在预热、真空除水以及冷却之间不断地切换烘烤条件，进而可以显著节省能耗，并且显著提高烘烤效率。另外，根据本专利技术上述实施例的锂离子电池极卷的真空烘烤装置还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述除水箱体包括由三个首尾相连的箱体。在本专利技术的一些实施例中，所述门阀为自动抽插式门阀。在本专利技术的一些实施例中，所述左壁板和所述右壁板上分别设置有导通机构，所述导通机构适于与所述轴心加热件的两端通电连接。在本专利技术的一些实施例中，所述轴心加热件的外径小于所述电池极卷卷筒的内径。在本专利技术的一些实施例中，所述冷却机构包括低温氮气管道、高温氮气管道和冷风风机，所述低温氮气管道和所述高温氮气管道的一端分别独立地穿过所述上壁板或所述下壁板与所述箱体的内腔连通，所述低温氮气管道和所述高温氮气管道的另一端分别与所述冷风风机相连通。在本专利技术的一些实施例中，所述温度控制机构包括测温探头、控温探头和温控PLC，所述测温探头、控温探头分别与所述温控PLC相连，所述测温探头、控温探头设置在所述壁板加热件和所述轴心加热件上。在本专利技术的一些实施例中，所述压力控制机构包括真空泵、真空计、真空管道和控压PLC，所述真空泵和所述真空计分别与所述控压PLC相连，所述真空管道的一端穿过所述箱体与所述箱体的内腔连通，所述真空管道的另一端与所述真空泵相连。在本专利技术的一些实施例中，所述轴心加热件上设置至少一组所述温度控制机构。在本专利技术的一些实施例中，用于监测所述卷筒温度的两个可移动弹性的测温探头分别对称安装所述料架上，以便适于与放置在所述轴心加热件上的极卷卷筒相接触。在本专利技术的一些实施例中，所述壁板加热件上设置有至少一组温度控制机构。在本专利技术的一些实施例中，所述轴心加热件包括：内轴，所述内轴由发热丝或发热管构成；耐高温合金钢，所述耐高温合金钢包裹在所述内轴外侧；云母绝缘层，所述云母绝缘层填充在所述内轴与所述耐高温合金钢之间，任选地，所述壁板加热件包括：内层，所述内层由发热丝、发热板或发热块构成；扰流板，所述扰流板安装在所述内层的外侧。根据本专利技术的第二方面，本专利技术还提出了利用前面实施例所述的真空烘烤装置烘烤极卷的方法，根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)上料阶段：所述料架滑道到上料工位，定位机构升起，将空料架固定住，后再将电池极卷放置在所述轴心加热件的两端，启动所述上下料机构的同时，定位机构降下、下一段门阀自动打开，所述料架携带所述电池极卷滑动进入所述预热箱体内；(2)预热阶段：所述料架进入所述预热箱体内，定位机构升起，将料架固定住，同时门阀自动关闭；所述氮气管道自动开启以便向所述预热箱体内通入氮气，所述压力控制机构自动开启，所述真空泵进行抽真空至第一真空度，然后通过压力PID闭环控制实现压力的微调节；同时箱体上的导通机构自动伸出，轴心加热件开始通电加热，同时壁板加热件也开始启动加热；之后所述温度控制机构和所述鼓风风机自动开启，其中所述轴心加热件和所述壁板加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池极卷的真空烘烤装置，其特征在于，包括：多个箱体，每个所述箱体包括上壁板、下壁板、左壁板、右壁板以及两个门阀，所述多个箱体首尾相连，且相邻的两个所述箱体之间共用一个所述门阀用于密封，所述多个箱体依次为预热箱体、第一真空过渡箱体、真空除水箱体、第二真空过渡箱体和冷却箱体；上下料机构，所述上下料机构包括倍速链和多个料架，所述倍速链贯穿所述多个箱体且设置每个所述箱体的下壁板上，所述多个料架间隔设置在所述倍速链上，且可在所述倍速链上滑动进入下游箱体内；加热机构，所述加热机构包括轴心加热件和壁板加热件，所述轴心加热件水平设置在所述料架上，且两端分别与所述左壁板和所述右壁板垂直，所述轴心加热件的两端适于放置电池极卷并对所述电池极卷加热；所述壁板加热件设置在所述预热箱体、所述第一真空过渡箱体、所述真空除水箱体和所述第二真空过渡箱体的所述上壁板、所述左壁板和所述右壁板中至少一个的内壁上；氮气管道，所述氮气管道穿过每个所述箱体与所述箱体的内腔连通；鼓风风机，所述鼓风风机设置在每个所述箱体上；冷却机构，所述冷却机构设置在所述冷却箱体上，且适于对所述冷却箱体内温度进行冷却；温度控制机构，所述温度控制机构设置在所述壁板加热件和所述轴心加热件上，且适于监测和调控所述壁板加热件和所述轴心加热件的温度；压力控制机构，所述压力控制机构设置在每个所述箱体上，且适于监测和调控每个所述箱体内的压力。...

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池极卷的真空烘烤装置，其特征在于，包括：多个箱体，每个所述箱体包括上壁板、下壁板、左壁板、右壁板以及两个门阀，所述多个箱体首尾相连，且相邻的两个所述箱体之间共用一个所述门阀用于密封，所述多个箱体依次为预热箱体、第一真空过渡箱体、真空除水箱体、第二真空过渡箱体和冷却箱体；上下料机构，所述上下料机构包括倍速链和多个料架，所述倍速链贯穿所述多个箱体且设置每个所述箱体的下壁板上，所述多个料架间隔设置在所述倍速链上，且可在所述倍速链上滑动进入下游箱体内；加热机构，所述加热机构包括轴心加热件和壁板加热件，所述轴心加热件水平设置在所述料架上，且两端分别与所述左壁板和所述右壁板垂直，所述轴心加热件的两端适于放置电池极卷并对所述电池极卷加热；所述壁板加热件设置在所述预热箱体、所述第一真空过渡箱体、所述真空除水箱体和所述第二真空过渡箱体的所述上壁板、所述左壁板和所述右壁板中至少一个的内壁上；氮气管道，所述氮气管道穿过每个所述箱体与所述箱体的内腔连通；鼓风风机，所述鼓风风机设置在每个所述箱体上；冷却机构，所述冷却机构设置在所述冷却箱体上，且适于对所述冷却箱体内温度进行冷却；温度控制机构，所述温度控制机构设置在所述壁板加热件和所述轴心加热件上，且适于监测和调控所述壁板加热件和所述轴心加热件的温度；压力控制机构，所述压力控制机构设置在每个所述箱体上，且适于监测和调控每个所述箱体内的压力。2.根据权利要求1所述的锂离子电池极卷的真空烘烤装置，其特征在于，所述真空除水箱体包括由三个首尾相连的箱体。3.根据权利要求1所述的锂离子电池极卷的真空烘烤装置，其特征在于，所述门阀为自动抽插式门阀。4.根据权利要求1所述的锂离子电池极卷的真空烘烤装置，其特征在于，所述左壁板和所述右壁板上分别设置有导通机构，所述导通机构适于与所述轴心加热件的两端通电连接。5.根据权利要求1所述的锂离子电池极卷的真空烘烤装置，其特征在于，所述轴心加热件的外径小于所述电池极卷卷筒的内径。6.根据权利要求1所述的锂离子电池极卷的真空烘烤装置，其特征在于，所述冷却机构包括低温氮气管道、高温氮气管道和冷风风机，所述低温氮气管道和所述高温氮气管道的一端分别独立地穿过所述上壁板或所述下壁板与所述箱体的内腔连通，所述低温氮气管道和所述高温氮气管道的另一端分别与所述冷风风机相连通；任选地，所述温度控制机构包括测温探头、控温探头和温控PLC，所述测温探头、控温探头分别与所述温控PLC相连，所述测温探头、控温探头设置在所述壁板加热件和所述轴心加热件上；任选地，所述压力控制机构包括真空泵、真空计、真空管道和控压PLC，所述真空泵和所述真空计分别与所述控压PLC相连，所述真空管道的一端穿过所述箱体与所述箱体的内腔连通，所述真空管道的另一端与所述真空泵相连。7.根据权利要求1所述的锂离子电池极卷的真空烘烤装置，其特征在于，所述轴心加热件上设置至少一组所述温度控制机构；任选地，用于监测所述电池极卷卷筒温度的两个可移动弹性的测温探头分别对称安装所述料架上，以便适于与放置在所述轴心加热件上的极卷卷筒相接触；任选地，所述壁板加热件上设置有至少一组温度控制机构。8.根据权利要求1所述的锂离子电池极...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵浩，
申请(专利权)人：深圳鸿鹏新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44