一种用于锂离子电池烘烤的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种用于锂离子电池烘烤的控制方法，包括以下步骤：S1：确定烘烤设备因泄漏导致压力上升的函数，即烘烤设备的泄漏函数；S2：设定真空烘烤过程的多个参数，再将电池置于烘烤设备内进行真空烘烤，根据所述泄漏函数实时获取电池在真空烘烤过程中因水分蒸发导致压力上升的函数，即水分蒸发函数；S3：根据水分蒸发函数判断是否达到烘烤停止条件，达到则烘烤结束。与现有技术相比，该方法避免了现有技术中未考虑烘烤设备泄漏以及通过时间来控制各工步的运行而导致的效率低下的问题。制各工步的运行而导致的效率低下的问题。制各工步的运行而导致的效率低下的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂离子电池烘烤的控制方法


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其是涉及一种用于锂离子电池烘烤的控制方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池制造过程中，需要将电芯进行真空烘烤除水操作，将电芯内部水含量去除至合格范围内。烘烤主要是将电池内的水分蒸发成水气，通过降低气压的方式降低水的沸点，通过加热的方式提高水分的蒸发效率。影响水分蒸发效率的主要有三个方面：温度、压力和水气含量。因为锂电池组成成分的限制，温度存在一定的上限，无法继续提高温度。同样的，因为环境、设备以及生产效率的限制，压力存在一定的下限，无限的追求低压力，会极大的降低生产效率。故从水气含量方面入手提升烘烤效率。
[0003]现有的烘烤方法通过程序设定时间对烘烤设备进行相应的控制和动作，整个方法的流程依次为：开始烘烤、电池预热、真空烘烤和烘烤结束。
[0004]其中，真空烘烤过程中的压力变化曲线如图1所示，设定真空烘烤条件为：下限100pa，上限300pa。即抽真空至100pa时停止抽真空，保持真空状态烘烤，当水分蒸发，压力上升至300pa时，打开真空管道，将压力抽至100pa时，停止抽真空，如此反复，直到达到设定的真空烘烤时间，通入一定量的氮气烘烤设定时间后抽出。
[0005]在真空烘烤过程中，压力达到设定上限后，抽取真空至设定下限后继续烘烤，这个过程中烘烤设备的腔体内水分含量比例并未下降，故而影响水分蒸发效率，且烘烤过程中，烘烤一段时间后的电池水含量较刚开始的一段时间的电池水含量更少，通过设定时间烘烤设备进行抽真空存在一定的浪费，效率低下。
[0006]现有的烘烤方法还存在以下问题：
[0007](1)在电池预热过程中，一般的预热时间为1～2小时，预热时间过长，导致生产效率低下，并且在电池预热过程中，烘烤箱体内的气体受热膨胀，增加了腔体内的压力，对水分蒸发的速度有减缓作用，导致锂离子电池烘烤的效率降低。
[0008](2)现有的烘烤方法主要通过时间来控制各工步的运行，达到设定时间后运行下一步程序动作。该动作纯粹依靠程序时间控制，无法做到智能的根据电池水含量的高低及烘烤压力变化趋势来控制，耗费时间成本，效率低下。
[0009](3)现有的烘烤方法未考虑设备泄漏速率，耗费时间成本，效率低下，且产品一致性不佳。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于锂离子电池烘烤的控制方法，该方法避免了现有技术中未考虑烘烤设备泄漏以及通过时间来控制各工步的运行而导致的效率低下的问题。
[0011]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0012]本专利技术提供一种用于锂离子电池烘烤的控制方法，包括以下步骤：
[0013]S1：确定烘烤设备因泄漏导致压力上升的函数，即烘烤设备的泄漏函数；
[0014]S2：设定真空烘烤过程的多个控制参数，再将电池置于烘烤设备内进行真空烘烤，并基于控制参数控制真空烘烤过程中各工步的进行，同时根据所述泄漏函数实时获取电池在真空烘烤过程中因水分蒸发导致压力上升的函数，即水分蒸发函数；
[0015]S3：根据水分蒸发函数判断是否达到烘烤停止条件，若达到则烘烤结束。
[0016]优选地，所述参数包括极限真空压强、真空度上限压强、真空度下限压强、干燥压强、终止时间、烘烤温度和抽真空时间上限。
[0017]优选地，所述S1具体为：
[0018]对于初次使用的烘烤设备，将初次使用的烘烤设备置于空载条件下，对烘烤设备的腔体内抽真空，使得腔体内的气压至极限真空压强，关闭烘烤设备的所有阀门和开关，使烘烤设备保持密封状态，收集密封状态下烘烤设备内从极限真空压强到真空度上限压强内各个时刻的压强数据，并将所有压强数据保存至计算机，由计算机根据所有压强数据确定泄漏函数。
[0019]优选地，由计算机根据所有压强数据确定泄漏函数的过程具体为：
[0020]收集在空载且密封状态下烘烤设备内从极限真空压强到真空度上限压强内各个时刻的压强数据，进而获取初始压强上升函数；
[0021]对所述初始压强上升函数求导，获取各个时刻的压强上升速率函数；
[0022]由反函数将压强上升速率函数转化为压强上升速率随压强变化的函数，再对压强上升速率随压强变化的函数进行积分，获取泄漏函数。
[0023]优选地，所述S2具体为：
[0024]将电池置于烘烤设备内进行真空烘烤，真空烘烤过程中当烘烤设备腔体内的压强上升至烘烤上限压强，自动往腔体内通入惰性气体或干燥气体，使得腔体内气体压强达到设定压强，混合均匀后抽出混合气体，直至腔体内的压强下降至真空度下限压强，继续烘烤；当腔体内压强再次升高至烘烤上限压强时，再次通入惰性气体或干燥气体，混合均匀和抽出混合气体，循环工作；
[0025]同时，实时监测并获取电池在真空烘烤过程中腔体内压强上升与时间的函数，即压强上升函数，进而获取水分蒸发函数。
[0026]优选地，在抽取混合气体直至腔体内的压强下降至真空度下限压强的过程中，若所需时间超过抽真空时间上限，则烘烤设备的泄漏量过大，停止烘烤设备。
[0027]优选地，所述水分蒸发函数的计算公式为：
[0028][0029]式中，g(t)为水分蒸发函数，f(t)为压强上升函数，为泄漏函数。
[0030]优选地，所述S3具体为：
[0031]计算机根据水分蒸发函数获取此时电池烘烤水分蒸发产生的压强，若电池在设定时间内因水分蒸发产生的压强未达到烘烤上限压强，则停止烘烤。
[0032]优选地，在进行所述S2之前，对烘烤设备腔体内的气体进行气体置换。
[0033]优选地，所述气体置换的过程具体为：
[0034]将电池置于烘烤设备内，对腔体内一次抽真空，使得腔体内的气压至真空度上限压强，进行烘烤，往腔体内通入惰性气体或干燥气体，使得腔体内压强达到干燥压强，二次
抽真空，使得腔体内的气压达到真空度下限压强，实现烘烤设备内气体置换。
[0035]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0036]1、本专利技术提供的一种用于锂离子电池烘烤的控制方法在每次真空烘烤之前都确定泄漏函数，进而确定该次烘烤时的水分蒸发函数及烘烤的停止条件，避免了现有技术中未考虑设备泄漏速率导致烘烤效率低下的问题。
[0037]2、本专利技术提供的一种用于锂离子电池烘烤的控制方法通过烘烤箱腔体内的气体压力的变化趋势来控制烘烤程序动作，能做到不同电池含水量自动适配合理的烘烤动作，进而极大的提高烘烤效率。
[0038]3、本专利技术提供的一种用于锂离子电池烘烤的控制方法通过确定该次烘烤时的水分蒸发函数进而确定烘烤的停止条件，避免了现有技术中通过时间来控制烘烤的停导致的烘烤不充分或效率低下的问题。
附图说明
[0039]图1为现有技术的真空烘烤过程中的烘烤箱内压力变化曲线示意图；
[0040]图2为本实施例提供的一种用于锂离子电池烘烤的控制方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池烘烤的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确定烘烤设备因泄漏导致压力上升的函数，即烘烤设备的泄漏函数；S2：设定真空烘烤过程的多个控制参数，再将电池置于烘烤设备内进行真空烘烤，并基于控制参数控制真空烘烤过程中各工步的进行，同时根据所述泄漏函数实时获取电池在真空烘烤过程中因水分蒸发导致压力上升的函数，即水分蒸发函数；S3：根据水分蒸发函数判断是否达到烘烤停止条件，若达到则烘烤结束。2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池烘烤的控制方法，其特征在于，所述参数包括极限真空压强、真空度上限压强、真空度下限压强、干燥压强、终止时间、烘烤温度和抽真空时间上限。3.根据权利要求2所述的一种用于锂离子电池烘烤的控制方法，其特征在于，所述S1具体为：对于初次使用的烘烤设备，将初次使用的烘烤设备置于空载条件下，对烘烤设备的腔体内抽真空，使得腔体内的气压至极限真空压强，关闭烘烤设备的所有阀门和开关，使烘烤设备保持密封状态，收集密封状态下烘烤设备内从极限真空压强到真空度上限压强内各个时刻的压强数据，并将所有压强数据保存至计算机，由计算机根据所有压强数据确定泄漏函数。4.根据权利要求3所述的一种用于锂离子电池烘烤的控制方法，其特征在于，由计算机根据所有压强数据确定泄漏函数的过程具体为：收集在空载且密封状态下烘烤设备内从极限真空压强到真空度上限压强内各个时刻的压强数据，进而获取初始压强上升函数；对所述初始压强上升函数求导，获取各个时刻的压强上升速率函数；由反函数将压强上升速率函数转化为压强上升速率随压强变化的函数，再对压强上升速率随压强变化的函数进行积分，获取泄漏函数。5.根据权利要求4所述的一种用于锂离子电池烘烤的控制方法，其特征在于，所述S2具体为：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彪，周中心，李利潮，刘朝阳，
申请(专利权)人：上海兰钧新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：