鋰電池加熱系統及其鋰電池烘烤線的製作方法

2023-05-08 07:07:21 1

本發明涉及一種鋰電池加熱系統及其鋰電池烘烤線。

背景技術：

鋰電池在製作過程中，電池在注液前都需將電芯進行烘烤，以進一步除去電芯內的水分，防止電芯在注入電解液後由於水分不達標而產生不良反應，影響電池的最終性能；嚴重時會使電池鼓包。

常見的電芯烘烤工藝有兩種，一種是單箱體烘烤，就是把製作好的電芯放在一個獨立的烘烤箱內，完成所有的烘烤程序，如升溫、真空除水和冷卻；另一種是連續烘烤線烘烤（也稱隧道式烘烤），它是將至少三個不同工藝要求的烘烤箱通過中間閥門連為一體，一般是按升溫、真空除水和冷卻的順序排列，電芯在各自的箱體內完成不同的工藝後，開啟中間閥門將前一工序的電芯轉移到下一工序，繼續作業，如此完成所有工序。後者的優點是可以連續作業，適合於電池生產過程的全自動連續作業生產，這種連續烘烤方式正在逐步取代單箱體烘烤方式。

但是，無論是單箱體烘烤，還是連續烘烤線烘烤，都存在升溫和真空烤烤時間過長，而影響電芯烘烤的生產效率的問題。

技術實現要素：

為了克服上述問題，本發明向社會提供一種可以縮短電芯烘烤過程中升溫和/或真空烘烤時的鋰電池加熱系統及其鋰電池烘烤線。

本發明的技術方案是：提供一種鋰電池加熱系統，包括裝載電池的小車，所述小車被配置成設有若干個用於裝載電池的部件，每個所述部件均設有用於給所述電池的外壁加熱的電加熱裝置；隨所述小車同步移動的電連接系統，所述電連接系統設置於小車上，並至少與所述電加熱裝置電性連接；

連接和控制機構，所述連接和控制機構包括連接頭、執行機構和控制模塊，所述控制模塊發出控制命令通過所述執行機構將所述連接頭與所述電連接系統連接或分離。

作為對本發明的改進，所述連接和控制機構為兩個以上，並順著小車移動的方向間隔預定距離排布，當所述小車移動到與預定位置的連接和控制機構相對應的位置時，所述連接頭與所述電連接系統在控制模塊的控制下連接或分離。

作為對本發明的改進，所述小車包括車架、所述車架被分成若干電池承載層，每層所述電池承載層被平行設置的若干電熱板分成若干電池承放位。

作為對本發明的改進，在每層所述電池承載層的垂直於所述電熱板的兩側設有導向杆，所述電熱板可沿著導向杆來回滑動，垂直於所述電熱板設有驅動機構，所述驅動機構可將所述電熱板壓緊。

作為對本發明的改進，所述電熱板包括第一金屬板和第二金屬板，在所述第一金屬板和第二金屬板之間設有電熱絲。

作為對本發明的改進，所述電連接系統包括與所述連接頭配接的連接座，設置於每層的集線座,所述集線座通過各自的導線與每個所述電加熱裝置連接，並通連接總線與所述連接座。

作為對本發明的改進，所述連接座上設有至少兩個連接座彈性觸頭或兩片連接座金屬觸片,所述連接頭上設有與所述連接座彈性觸頭或連接座金屬觸片數量相等的連接頭金屬觸片或連接頭彈性觸頭，並且所述連接頭金屬觸片或連接頭彈性觸頭與外接電源或/和信號線相連接，所述執行機構驅動所述連接頭旋轉，當所述連接頭被所述執行機構旋轉到與所述連接座相對應位置時，所述連接座彈性觸頭或連接座金屬觸片與所述連接頭彈性觸頭與外接電源或信號線相連接電性連接。

作為對本發明的改進，所述連接座上設有至少兩個連接座彈性觸頭或兩片連接座金屬觸片,所述連接頭上設有與所述連接座彈性觸頭或連接座金屬觸片數量相等的連接頭金屬觸片或連接頭彈性觸頭，並且所述連接頭金屬觸片或連接頭彈性觸頭與外接電源或/和信號線相連接，所述執行機構驅動所述連接頭沿軸向來回移動，當所述連接頭被所述執行機構移動到與所述連接座接觸時，所述連接座彈性觸頭或連接座金屬觸片與所述連接頭彈性觸頭與外接電源或信號線相連接電性連接。

作為對本發明的改進，還包括溫度傳感器、溼度傳感器或/和壓力傳感器，所述溫度傳感器、溼度傳感器或/和壓力傳感器設在所述小車上，所述溫度傳感器、溼度傳感器或/和壓力傳感器與所述連接座上的相應電極連接。

本發明還提供一種鋰電池烘烤線，包括至少三個首尾連接的箱體，其中第一個為升溫箱，第二個為真空烤箱，第三個為冷卻箱體；在相鄰的兩個箱體之間設有用於將兩個箱體連通或隔斷的傳輸閥，在升溫箱前面設有第一開關門，在冷卻箱體的尾端設有第三開關門在所述升溫箱和/或所述真空烤箱內設有上述的鋰電池加熱系統，其中連接頭和執行機構設在所述升溫箱的箱體上和/或所述真空烤箱的箱體上。

本發明由於採用了將被烘烤電芯放置在帶加熱裝置的小車上，並將小車置於烘烤線的烘烤箱內，在對烘烤箱加熱的同時，又通過小車上的加熱裝置直接對電芯的兩個面積較大的側面進行加熱，這種雙加熱模式，大大地縮短了升溫箱的升溫時間，可將升溫時間縮短至原來的一半時間；另外，在真空烘烤箱內也採用這樣的帶加熱裝置的小車，也可以對電芯保溫和加熱，縮短真空烘烤的時間約40%。

附圖說明

圖1是本發明一種實施方式的立體結構示意圖。

圖2是將圖1置入箱內後的側面結構示意圖。

圖3是本發明第二種實施例的側面結構示意圖。

圖4是圖3所示實施例俯視結構示意圖。

圖5是本發明連接烘烤線的一種實施例結構示意圖。

圖6是本發明連接烘烤線的另一種實施例結構示意圖。

圖7是本發明中的電連接系統和連接和控制機構的一種實施例的結構示意圖。

圖8是本發明中的電連接系統和連接和控制機構的另一種實施例的結構示意圖。

具體實施方式

在本發明的描述中，需要理解的是，術語中「中心」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「連接」、「相連」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以是通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明的具體含義。此外，在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」、「若干」的含義是兩個或兩個以上。

請先參見圖1和圖2，圖1和圖2揭示的是一種鋰電池加熱系統，包括裝載電池的小車1，所述小車1包括機架15，所述機架15被配置成設有若干個用於裝載電池11的部件12（即容置電池11的空間，下同），每個所述部件12均設有用於給所述電池11的外壁加熱的電加熱裝置13（即相鄰兩電加熱裝置13間隔預定距離構成所述部件12）；在小車1的機架上還設有可隨所述小車1同步移動的電連接系統14，所述電連接系統14至少是與所述電加熱裝置13電性連接的；

連接和控制機構2（參見圖7和圖8），所述連接和控制機構2包括連接頭21、執行機構22和控制模塊23，所述控制模塊23發出控制命令通過所述執行機構22將所述連接頭21與所述電連接系統14連接或分離。如圖7所示，所述執行機構22可以是步進電機或伺服電機，當步進電機或伺服電機接收到控制模塊23的命令時，可以帶動連接頭21旋轉；所述執行機構22可以設置在箱體3外面，通過輸出軸221與連接頭21連接，為了保證輸出軸221與箱體3的密封性，在箱體3與輸出軸221之間可以採用磁流體222進行密封；具體地說，本發明中的電連接系統14包括與所述連接頭21配接的連接座141，設置於每層的集線座142,所述集線座142通過各自的導線143與每個所述電加熱裝置13連接，本實施例中，所述電加熱裝置13是電熱板，電熱板通連接總線與所述連接座141。圖7中，所述連接座141上設有至少兩個連接座彈性觸頭1411或兩片連接座金屬觸片,所述連接頭21上設有與所述連接座彈性觸頭或連接座金屬觸片數量相等的連接頭金屬觸片或連接頭彈性觸頭，並且所述連接頭金屬觸片或連接頭彈性觸頭與外接電源或/和信號線相連接，所述執行機構22驅動所述連接頭21旋轉，當所述連接頭21被所述執行機構22旋轉到與所述連接座141相對應位置時，所述連接座彈性觸頭或連接座金屬觸片與所述連接頭彈性觸頭與外接電源或信號線相連接電性連接。

本發明中的連接和控制機構2還可以設計成如下結構（參見圖8），所述連接座141上設有至少兩個連接座彈性觸頭1411或兩片連接座金屬觸片,所述連接頭21上設有與所述連接座彈性觸頭或連接座金屬觸片數量相等的連接頭金屬觸片或連接頭彈性觸頭，並且所述連接頭金屬觸片或連接頭彈性觸頭與外接電源或/和信號線相連接，所述執行機構22驅動所述連接頭21沿軸223來回移動，當所述連接頭21被所述執行機構22移動到與所述連接座141接觸時，所述連接座彈性觸頭1411或連接座金屬觸片與所述連接頭彈性觸頭與外接電源或信號線相連接電性連接。本實施例中，在所述連接頭21上設有斜面211，當所述執行機構22向下移動到底時，可以將所述連接頭21與所述連接座141導通，當所述執行機構22向上移動後，在復位彈簧224的作用下，所述連接頭21與所述連接座141分離。

優選的，所述連接和控制機構2為兩個以上，並順著小車1移動的方向間隔預定距離排布，當所述小車1移動到與預定位置的連接和控制機構2相對應的位置時，所述連接頭21與所述電連接系統14在控制模塊23的控制下連接或分離。

優選的，所述小車1包括車架15、所述車架15被分成若干電池承載層151，每層所述電池承載層151被平行設置的若干電熱板分成若干電池承放位。對於立體狀的電池，電熱板的與電池接觸的面為平面；對於柱狀的電池，電熱板與電池接觸的面為弧面。

請參見圖3和圖4，在每層所述電池承載層151的垂直於所述電熱板152的兩側設有導向杆154，所述電熱板152可沿著導向杆154來回滑動，垂直於所述電熱板152設有驅動機構155，所述驅動機構155可將所述電熱板152壓緊。本發明中的驅動機構155可以電動缸和氣動缸。

優選的，所述電熱板152包括第一金屬板和第二金屬板，在所述第一金屬板和第二金屬板之間設有電熱絲。

優選的，本發明還可以包括溫度傳感器、溼度傳感器或/和壓力傳感器，所述溫度傳感器、溼度傳感器或/和壓力傳感器設在所述小車1上，所述溫度傳感器、溼度傳感器或/和壓力傳感器與所述連接座141上的相應電極連接。

請參見圖5和圖6，本發明還提供一種鋰電池烘烤線，包括至少三個首尾連接的箱體3（如圖5所示），其中第一個為升溫箱31，第二個為真空烤箱32，第三個為冷卻箱體33；在相鄰的兩個箱體之間設有用於將兩個箱體連通或隔斷的傳輸閥34，在升溫箱31前面設有第一開關門35，在冷卻箱體33的尾端設有第三開關門36在所述升溫箱31和/或所述真空烤箱32內設有上述的鋰電池加熱系統，其中連接頭21和執行機構22設在所述升溫箱31的箱體上和/或所述真空烤箱32的箱體上。

本發明中，所述鋰電池烘烤線還可以在圖5所示的三節箱體的基礎，在每個相鄰的兩個箱體3之中，加上一個過渡箱體37，作為相鄰箱體3的緩衝（具體見圖6）。

本發明中的所述鋰電池加熱系統，可以參見上述的對鋰電池加熱系統的描述，這裡不再重述。