电芯干燥装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种电芯干燥装置，其包括移动机构、预热机构、保温机构、除水机构及数显控制屏。移动机构包括皮带滚轴及皮带，上侧的皮带在位于上游的最外侧的一个皮带滚轴处形成上料平台、上侧的皮带在位于下游的最外侧的另一个皮带滚轴处形成下料平台，待干燥的电芯置于上料平台并随皮带的运动而步入相应的工位。预热机构设置在上料平台的下游，预热皮带传送到其内的电芯，使电芯升温到设定温度。保温机构设置在预热机构的下游，对将预热后的皮带传送到其内的电芯进行保温。除水机构设置在保温机构的下游，具有设定温度和真空度，对保温后的皮带传送到其内的电芯除水。数显控制屏通信连接于并控制移动机构、预热机构、保温机构及除水机构。
【专利说明】电芯干燥装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及储能器件领域，尤其涉及一种电芯干燥装置。
【背景技术】
[0002] 由于锂离子电池具有能量密度高、平均输出电压高、可快速充放电、使用寿命长、 安全可靠等优点，其应用领域不断扩大，如电子产品、汽车和电动车、航空航天、微型机电以 及储能等。与此同时，对锂离子电池性能方面的要求也愈加严苛。水含量对SEI膜、容量、循 环性能以及产气等有着极大影响，它是锂离子电池制造过程中的一项重要的控制参数。因 此，如何快速除去电芯中的水含量是电池制造工艺筮需解决的关键问题。为此一些干燥方 法被应用并取得了一些进展。
[0003] 于2012年10月7日公布的中国专利申请公布号CN102735023公开了种锂离子电 池电芯的干燥方法，其采用将待干燥的电芯置于20°C?100°C、_98KPa的封闭腔体中，进行 5?50次抽真空、泄真空循环动作，在所述的封闭腔体中形成循环气体气流，干燥电芯。专 利所述的整个工艺流程需要多次的循环重复，比较复杂，并且该工艺的流程干燥时间> 7h， 干燥时间较长。
[0004] 于2013年10月9日公布的中国专利申请公布号CN103344097A公开了一种锂离 子电池的电芯的干燥方法及锂离子电池，其采用采用以下步骤：（1)将电芯置于封闭腔体， 抽真空达到-0. IMPa?-0. 12MPa真空度后持续3?lOmin ; (2)对电芯进行加热，加热温度 75°C?85°C，2?5h ; (3)向腔体充入非氧化性气体，使真空度达到-0. OIMPa?-0. 12MPa ; (4) 对电芯加热，加热温度75°C?85°C，20min?40min ; (5)对腔体抽真空使真空度达 到-〇. IMPa?-〇. 12MPa，并持续抽真空3min?lOmin。通过循环重复步骤（2)、（3)、（4)、 (5) 15?20次实现干燥电芯的目的。专利所述的整个干燥工艺流程也需要多次的循环重 复，极为繁杂，干燥时间>30h。 实用新型内容
[0005] 鉴于【背景技术】中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电芯干燥装置，其 能够快速干燥电芯，提高电芯干燥效率。
[0006] 本实用新型的另一目的在于提供一种电芯干燥装置，其工艺流程简单、生产效率 高，易于实现工业化的全自动生产电芯。
[0007] 为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电芯干燥装置，其包括移动机构、预热 机构、保温机构、除水机构以及数显控制屏。移动机构包括：多个皮带滚轴，平行设置，同步 旋转；以及皮带，套装于多个皮带滚轴上并在所述多个皮带滚轴的旋转带动下运动，在最外 侧的两个皮带滚轴处，沿上侧的皮带的行进方向，上侧的皮带在位于上游的最外侧的一个 皮带滚轴处形成上料平台、而上侧的皮带在位于下游的最外侧的另一个皮带滚轴处形成下 料平台，待干燥的未完全封装的电芯置于上料平台上并随皮带的运动而步入相应的工位。 预热机构设置在上料平台的下游，预热皮带传送到其内的电芯，使电芯升温到设定温度。保 温机构设置在预热机构的下游，对将预热后的皮带传送到其内的电芯进行保温。除水机构 设置在保温机构的下游，具有设定温度和真空度，对保温后的皮带传送到其内的电芯进行 除水。数显控制屏通信连接于并控制移动机构、预热机构、保温机构及除水机构。
[0008] 本实用新型的有益效果如下：
[0009] 本实用新型所述的电芯干燥装置能够快速干燥电芯，提高电芯干燥效率，电芯干 燥装置工艺流程简单，生产效率高，易于实现工业化的全自动生产电芯。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为根据本实用新型的电芯干燥装置的主剖视图。
[0011] 其中，附图标记说明如下：
[0012] 1移动机构 33弹夹
[0013] 11皮带滚轴 34保温机构-除水机构间隔门
[0014] 12皮带 35保温用升降机构
[0015] 121上料平台 36保温用伺服电机
[0016] 122下料平台 4除水机构
[0017] 2预热机构 41内隔门
[0018] 21支架 F前区
[0019] 22底板 R后区
[0020] 23金属压板 42保温组件
[0021] 24热源组件 43前区用双级真空泵
[0022] 25驱动装置 44前区用升降机构
[0023] 26预热机构-保温机构间隔门 45前区用伺服电机
[0024] 27预热用升降机构 46后区用双级真空泵
[0025] 28预热用伺服电机 47除水机构-下料平台间隔门
[0026] 3保温机构 48后区用升降机构
[0027] 31补热组件 49后区用伺服电机
[0028] 32机械手 5数显控制屏
【具体实施方式】
[0029] 下面参照附图来详细说明根据本实用新型的电芯干燥装置。
[0030] 参照图1，根据本实用新型的电芯干燥装置包括：移动机构1、预热机构2、保温机 构3、除水机构4、以及数显控制屏5,通信连接于并控制移动机构1、预热机构2、保温机构3 及除水机构4。移动机构1包括：多个皮带滚轴11，平行设置，同步旋转；以及皮带12,套装 于多个皮带滚轴11上并在所述多个皮带滚轴11的旋转带动下运动，在最外侧的两个皮带 滚轴11处，沿上侧的皮带12的行进方向，上侧的皮带12在位于上游的最外侧（在图1中 为最左侧）的一个皮带滚轴11处形成上料平台121、而上侧的皮带12在位于下游的最外 侧（在图1中为最右侧）的另一个皮带滚轴11处形成下料平台122,待干燥的未完全封装 (例如已经底封和侧封，但未顶封）的电芯置于上料平台121上并随皮带12的运动而步入 相应的工位。预热机构2设置在上料平台121的下游，预热皮带12传送到其内的电芯，使 电芯升温到设定温度。保温机构3设置在预热机构2的下游，对将预热后的皮带12传送到 其内的电芯进行保温。除水机构4设置在保温机构3的下游，具有设定的温度和真空度，对 保温后的皮带12传送到其内的电芯进行除水。
[0031] 在预热机构2的一实施例中，预热机构2可包括：支架21 ;底板22,固定连接于支 架21的下部且位于皮带12之间；两个金属压板23,分别设置在上侧的皮带12的上下两侧； 两个热源组件24,分别固定设置在两个金属压板23的外侧上；驱动装置25,连接于两个热 源组件24,以带动两个热源组件24相向或相背运动；预热机构-保温机构间隔门26,设置 在预热机构2的末端，用于使预热机构2和保温机构3之间隔开和连通；预热用升降机构 27,固定连接于预热机构-保温机构间隔门26,用于驱动预热机构-保温机构间隔门26升 降以使预热机构2和保温机构3之间隔开和连通；以及预热用伺服电机28,连接于预热用 升降机构27,为预热用升降机构27提供动力，使预热用升降机构27带动预热机构-保温机 构间隔门26向上移动或向下移动。在一实施例中，热源组件24可包括内置红外加热管、电 磁感应平行线圈、或电阻丝。在一实施例中，两个金属压板23相向移动而与电芯相互压合 或不压合，以进行接触式加热（其中，上方的金属压板23直接接触电芯，而下方的金属压板 23抵靠上侧的皮带23而间接接触电芯）或非接触式加热。
[0032] 在保温机构3的一实施例中，参照图1，保温机构3可包括：补热组件31，设置于上 侧的皮带12的下方并接触皮带12 ;机械手32,位于上侧的皮带12的上方，用于抓取电芯； 弹夹33,支撑于上侧的皮带12上，用于容置机械手32抓取的电芯；保温机构-除水机构间 隔门34,设置在保温机构3的末端，用于保温机构3和除水机构4之间的隔开和连通；保温 用升降机构35,固定连接于保温机构-除水机构间隔门34,用于驱动保温机构-除水机构 间隔门34升降以使保温机构3和除水机构4之间隔开和连通；以及保温用伺服电机36,连 接于保温用升降机构35,为保温用升降机构35提供动力，使保温用升降机构35带动保温机 构-除水机构间隔门34向上移动或向下移动。
[0033] 在除水机构4的一实施例中，参照图1，除水机构4可包括：内隔门41，用于将除 水机构4的空间分成前区F和后区R ;保温组件42,设置于上侧的皮带12的下方、接触皮 带12并横跨前区F和后区R ;前区用双级真空泵43,对位于前区F内的电芯进行抽真空除 水；前区用升降机构44,固定连接于内隔门41 ;前区用伺服电机45,连接于前区用升降机构 44,为前区用升降机构44提供动力，使前区用升降机构44带动内隔门41向上移动或向下 移动；后区用双级真空泵46,设置在前区用双级真空泵43的下游，对位于后区R内的电芯 进行抽真空除水；除水机构-下料平台间隔门47,设置在除水机构4的末端，用于除水机构 4和下料平台122之间的隔开和连通；后区用升降机构48,固定连接于除水机构-下料平台 间隔门47 ;以及后区用伺服电机49,连接于后区用升降机构48,为后区用升降机构48提供 动力，使后区用升降机构48带动除水机构-下料平台间隔门47向上移动或向下移动。
[0034] 在根据本实用新型的电芯干燥装置的一实施例中，除水机构4可在1. 5min内抽真 空至0. 05KPa以下，且耐高温温度彡150°C。
[0035] 下面简单说明根据本实用新型的电芯干燥装置的操作过程。
[0036] 使用时，先在数显控制屏5上设定好各部件所需温度、金属压板23压力大小以及 压合时间、保温时间、真空度等参数，然后开启热源组件24、补热组件31和保温组件42,使 各部件升到设定温度。随后通过外部机械手或手工将电芯依次排布在上料平台121上，通 过皮带滚轴11旋转使电芯随皮带12步进一个工位至预热机构2,此时数显控制屏5发出信 号并激发驱动装置25动作，上下两个金属热压板23压住电芯以直接接触的方式（即上方 的金属压板23直接接触电芯，而下方的金属压板23抵靠上侧的皮带23而间接接触电芯） 快速预热电芯，达到预热时间后，驱动装置25再次被激发并移动复位。同时预热用伺服电 机28接收数显控制屏5的信号，并驱动预热用升降机构27动作将预热机构-保温机构间 隔门26向上提起，皮带滚轴11旋转使电芯再步进一个工位，进入保温机构3,机械手32依 次抓取电芯并放到弹夹33中。电芯完成入弹夹33后，保温用伺服电机36接收数显控制屏 5的信号，并驱动保温用升降机构35动作将保温机构-除水机构间隔门34向上提起，皮带 滚轴11旋转使电芯再步进一个工位，进入除水机构4的前区F，此时前区用伺服电机45驱 动前区用升降机构44使内隔门41关闭，前区用双级真空泵43接收数显控制屏5的信号开 始抽真空，达到初步除水时间后前区用伺服电机45接收数显控制屏5的信号，并驱动前区 用升降机构44动作将内隔门41向上提起，皮带滚轴11旋转使电芯进入除水机构4的后区 R。前区用伺服电机45驱动前区用升降机构44使内隔门41关闭，后区用双级真空泵46接 收数显控制屏5的信号开始抽真空，电芯继续除水，达到总除水时间后区用伺服电机49接 收数显控制屏5的信号，并驱动后区用升降机构48动作将除水机构-下料平台间隔门47 向上提起，皮带滚轴11旋转使电芯进入下料平台122,完成电芯干燥。
[0037] 本实用新型所述的电芯干燥装置能够快速干燥电芯，尤其是对电池的全自动化式 生产有明显的优势。本实用新型所述的电芯干燥装置工艺流程简单，生产效率高，易于实现 工业化的全自动生产电芯。
[0038] 根据本实用新型所述的电芯可以为电池的电芯或电容器的电芯。电池可以但不限 于锂离子电池，电容器可以但不限于锂离子超级电容器。
【权利要求】
1. 一种电芯干燥装置，其特征在于，包括： 移动机构（1)，包括： 多个皮带滚轴（11)，平行设置，同步旋转；以及 皮带（12)，套装于多个皮带滚轴（11)上并在所述多个皮带滚轴（11)的旋转带动下运 动，在最外侧的两个皮带滚轴（11)处，沿上侧的皮带（12)的行进方向，上侧的皮带（12)在 位于上游的最外侧的一个皮带滚轴（11)处形成上料平台（121)、而上侧的皮带（12)在位于 下游的最外侧的另一个皮带滚轴（11)处形成下料平台（122)，待干燥的未完全封装的电芯 置于上料平台（121)上并随皮带（12)的运动而步入相应的工位； 预热机构（2)，设置在上料平台（121)的下游，预热皮带（12)传送到其内的电芯，使电 芯升温到设定温度； 保温机构（3)，设置在预热机构（2)的下游，对将预热后的皮带（12)传送到其内的电芯 进行保温； 除水机构（4)，设置在保温机构（3)的下游，具有设定温度和真空度，对保温后的皮带 (12)传送到其内的电芯进行除水；以及 数显控制屏（5)，通信连接于并控制移动机构（1)、预热机构（2)、保温机构（3)及除水 机构（4)。
2. 根据权利要求1所述的电芯干燥装置，其特征在于，预热机构（2)包括： 支架（21); 底板（22)，固定连接于支架（21)的下部且位于皮带（12)之间； 两个金属压板（23)，分别设置在上侧的皮带（12)的上下两侧； 两个热源组件（24)，分别固定设置在两个金属压板（23)的外侧上； 驱动装置（25)，连接于两个热源组件（24)，以带动两个热源组件（24)相向或相背运 动； 预热机构-保温机构间隔门（26)，设置在预热机构（2)的末端，用于使预热机构（2)和 保温机构（3)之间隔开和连通； 预热用升降机构（27)，固定连接于预热机构-保温机构间隔门（26)，用于驱动预热机 构-保温机构间隔门（26)升降以使预热机构（2)和保温机构（3)之间隔开和连通；以及 预热用伺服电机（28)，连接于预热用升降机构（27)，为预热用升降机构（27)提供动 力，使预热用升降机构（27)带动预热机构-保温机构间隔门（26)向上移动或向下移动。
3. 根据权利要求2所述的电芯干燥装置，其特征在于，热源组件（24)包括内置红外加 热管、电磁感应平行线圈、或电阻丝。
4. 根据权利要求2所述的电芯干燥装置，其特征在于，两个金属压板（23)相向移动而 与电芯相互压合或不压合，以进行接触式加热或非接触式加热。
5. 根据权利要求1所述的电芯干燥装置，其特征在于，保温机构（3)包括： 补热组件（31)，设置于上侧的皮带（12)的下方并接触皮带（12); 机械手（32)，位于上侧的皮带（12)的上方，用于抓取电芯； 弹夹（33)，支撑于上侧的皮带（12)上，用于容置机械手（32)抓取的电芯； 保温机构-除水机构间隔门（34)，设置在保温机构（3)的末端，用于保温机构（3)和除 水机构（4)之间的隔开和连通； 保温用升降机构（35)，固定连接于保温机构-除水机构间隔门（34)，用于驱动保温机 构-除水机构间隔门（34)升降以使保温机构（3)和除水机构（4)之间隔开和连通；以及 保温用伺服电机（36)，连接于保温用升降机构（35)，为保温用升降机构（35)提供动 力，使保温用升降机构（35)带动保温机构-除水机构间隔门（34)向上移动或向下移动。
6. 根据权利要求1所述的电芯干燥装置，其特征在于，除水机构（4)包括： 内隔门（41)，用于将除水机构（4)的空间分成前区（F)和后区（R); 保温组件（42)，设置于上侧的皮带（12)的下方、接触皮带（12)并横跨前区（F)和后区 (R); 前区用双级真空泵（43)，对位于前区（F)内的电芯进行抽真空除水； 前区用升降机构（44)，固定连接于内隔门（41); 前区用伺服电机（45)，连接于前区用升降机构（44)，为前区用升降机构（44)提供动 力，使前区用升降机构（44)带动内隔门（41)向上移动或向下移动； 后区用双级真空泵（46)，设置在前区用双级真空泵（43)的下游，对位于后区（R)内的 电芯进行抽真空除水； 除水机构-下料平台间隔门（47)，设置在除水机构（4)的末端，用于除水机构（4)和下 料平台（122)之间的隔开和连通； 后区用升降机构（48)，固定连接于除水机构-下料平台间隔门（47);以及 后区用伺服电机（49)，连接于后区用升降机构（48)，为后区用升降机构（48)提供动 力，使后区用升降机构（48)带动除水机构-下料平台间隔门（47)向上移动或向下移动。
7. 根据权利要求1所述的电芯干燥装置，其特征在于，所述电芯为电池的电芯。
8. 根据权利要求7所述的电芯干燥装置，其特征在于，所述电池为锂离子电池。
9. 根据权利要求1所述的电芯干燥装置，其特征在于，所述电芯为电容器的电芯。
10. 根据权利要求9所述的电芯干燥装置，其特征在于，所述电容器为锂离子超级电容 器。
【文档编号】F26B15/18GK203908247SQ201420282036
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】郭培培, 游丛辉, 段栋, 周华利, 陈绍宇, 方宏新 申请人:宁德新能源科技有限公司