本實(shí)用新型涉及電池制造領(lǐng)域，尤其涉及一種電池烘烤裝置。

背景技術(shù)：

鋰離子電池源于3C數(shù)碼類移動(dòng)電源的應(yīng)用，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及民眾對(duì)環(huán)境狀況的關(guān)注，鋰離子電池在新能源汽車上的應(yīng)用逐漸被社會(huì)關(guān)注，然而新能源產(chǎn)業(yè)之大不能與3C數(shù)碼類電源同日而語，鋰離子廠商產(chǎn)能的急劇擴(kuò)增，給鋰離子電池生產(chǎn)制程工藝流程帶來了新的挑戰(zhàn)，同時(shí)應(yīng)用于新能源汽車上鋰離子電池的一致性、高循環(huán)壽命等又對(duì)鋰離子電池的制備過程控制提出了新的挑戰(zhàn)。

鋰離子電池對(duì)水分十分敏感，水在鋰離子電池內(nèi)部會(huì)造成電池使用過程中內(nèi)部產(chǎn)生一系列的副反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致電池脹氣、電性能下降、續(xù)航壽命衰減，電池內(nèi)部含水量參差不齊，進(jìn)而導(dǎo)致電池一致性差，進(jìn)而影響鋰離子電池在汽車電池包中的使用。

為解決該問題，現(xiàn)有鋰離子電池制備過程在電池注液前會(huì)對(duì)電池進(jìn)行水分烘烤，然而傳統(tǒng)的烘烤方式是將未注液電池批量堆垛，批量進(jìn)干燥烘箱，將電池整體加熱，此工程多要經(jīng)過8h以上，且過程中電池是批量進(jìn)入、批量取出，然而后續(xù)工序的電池注液是流水化作業(yè)，烘烤好的電池在注液的等待過程中又會(huì)有吸水的情況，采用此種方式烘烤電池的一致性難以保證；且電池在箱體內(nèi)整體被加熱，電池的升溫是通過電池外部箱體內(nèi)氣體被加熱升溫后，熱傳導(dǎo)加熱電池，但是如果采用抽真空過程將電池外部的氣體組分抽出箱體，箱體內(nèi)溫度會(huì)急劇下降，進(jìn)而影響電池的溫度。如果不抽真空又會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部被烘出的水分不能被及時(shí)帶走，達(dá)不到烘烤降低水分的目的。所有采用現(xiàn)有的加熱烘烤方式能耗大且效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種能夠減少電池的烘烤時(shí)間以及降低電池含水量的電池烘烤裝置。

為此目的，本實(shí)用新型提出了一種電池烘烤裝置，包括：

腔體和位于所述腔體內(nèi)的至少一個(gè)密封結(jié)構(gòu)；

所述腔體內(nèi)通有熱風(fēng)；

所述密封結(jié)構(gòu)用于密封待注液電池的開口部；

所述熱風(fēng)用于對(duì)所述待注液電池的外壁進(jìn)行加熱。

優(yōu)選的，該電池烘烤裝置還包括：

與所述密封結(jié)構(gòu)連接的抽氣裝置和充氣裝置；

所述抽氣裝置用于對(duì)所述待注液電池的內(nèi)部抽真空；

所述充氣裝置用于向所述待注液電池的內(nèi)部充入干燥氣體。

優(yōu)選的，該電池烘烤裝置還包括：

連接在所述充氣裝置和密封結(jié)構(gòu)之間的預(yù)熱裝置；

所述預(yù)熱裝置用于預(yù)熱充入待注液電池內(nèi)部的干燥氣體，使所述干燥氣體的溫度與所述待注液電池的溫度之差的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)值。

優(yōu)選的，所述密封結(jié)構(gòu)為多個(gè)，所述多個(gè)密封結(jié)構(gòu)之間通過支架連接。

優(yōu)選的，所述腔體為轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)，所述待注液電池位于所述轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述待注液電池由上料位置移動(dòng)至下料位置。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池烘烤裝置，將待注液電池的開口部通過密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封，通過在待注液電池的外部通熱風(fēng)給電池表面加熱，所以即使將電池內(nèi)部的氣體抽真空，電池內(nèi)的溫度也不會(huì)急劇下降，降低了對(duì)電池烘干溫度的影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池的持續(xù)加熱，因此采用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池烘烤裝置，對(duì)鋰離子電池注液前進(jìn)行烘干的能耗小，效率高，大大減少了電池的烘烤時(shí)間以及降低了電池的含水量。

附圖說明

通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行任何限制，在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池烘烤裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的電池烘烤裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池烘烤裝置的烘烤流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

電池內(nèi)部水分含量是所有鋰離子電池制備廠商嚴(yán)格控制的參數(shù)指標(biāo)，任何水分的引入都會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)壓過大從而造成安全隱患，然而鋰離子電池制作過程中水分控制一直是一個(gè)難點(diǎn)，尤其是鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，正極、負(fù)極以及隔膜緊密貼合，進(jìn)一步增大了其內(nèi)部水分被烘出來的難度。

針對(duì)上述問題，如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種電池烘烤裝置，該裝置包括：腔體1和位于所述腔體1內(nèi)的至少一個(gè)密封結(jié)構(gòu)2；所述腔體1內(nèi)通有熱風(fēng)；所述密封結(jié)構(gòu)2用于密封待注液電池5的開口部；所述熱風(fēng)3用于對(duì)所述待注液電池5的外壁進(jìn)行加熱。

具體的，該熱風(fēng)3可以為熱循環(huán)風(fēng)，密封結(jié)構(gòu)2對(duì)單顆電池單獨(dú)進(jìn)行密封，密封結(jié)構(gòu)2和待注液電池5整體置于密閉的具有熱循環(huán)風(fēng)的腔體1內(nèi)，待注液電池5和外部的腔體1相對(duì)獨(dú)立，待注液電池5和腔體1之間不會(huì)存在物質(zhì)轉(zhuǎn)移，僅存在熱傳遞。熱循環(huán)風(fēng)在待注液電池5外側(cè)對(duì)待注液電池5的外壁進(jìn)行加熱，而不會(huì)進(jìn)入到被密封的待注液電池5的內(nèi)部。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池烘烤裝置，將待注液電池的開口部通過密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封，通過在待注液電池的外部通熱風(fēng)給電池表面加熱，所以即使將電池內(nèi)部的氣體抽真空，電池內(nèi)的溫度也不會(huì)急劇下降，降低了對(duì)電池烘干溫度的影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池的持續(xù)加熱，因此采用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池烘烤裝置，對(duì)鋰離子電池注液前進(jìn)行烘干的能耗小，效率高，大大減少了電池的烘烤時(shí)間以及降低了電池的含水量。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池烘烤裝置還包括：與所述密封結(jié)構(gòu)2連接的抽氣裝置和充氣裝置；

所述抽氣裝置用于對(duì)所述待注液電池5的內(nèi)部抽真空；

所述充氣裝置用于向所述待注液電池5的內(nèi)部充入干燥氣體。

如圖2所示，該密封結(jié)構(gòu)2包括密封頭23和連接密封頭23與待注液電池5的密封圈24，其中，密封頭23內(nèi)設(shè)有抽真空管道21和干燥氣管道22，抽氣裝置通過抽真空管道21可以將待注液電池5內(nèi)帶有水汽的氣體抽走，充氣裝置通過干燥氣管道22可以向待注液電池5內(nèi)充入干燥氣體，吸附一部分水汽。抽氣裝置和充氣裝置相對(duì)獨(dú)立工作，在一個(gè)完整的烘烤過程中，通過抽真空和充干燥氣體的多次切換，可以實(shí)現(xiàn)將電池內(nèi)部的水分帶走。

本實(shí)用新型實(shí)施例通過抽氣裝置可以抽走在待注液電池5內(nèi)的氣體，帶走一部分水汽，通過充入干燥氣體再抽真空，以此多次循環(huán)可以及時(shí)將烘出的水分帶走，加快電池的烘干速度，雖然采用抽氣裝置會(huì)降低待注液電池5內(nèi)的溫度，但是由于本實(shí)用新型實(shí)施例在待注液電池5的外圍通有熱氣，因此降低了抽氣裝置將待注液電池5內(nèi)的氣體抽走時(shí)對(duì)電池溫度的影響，進(jìn)一步提高了電池的烘干效率和降低了電池的含水量。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池烘烤裝置還包括：

連接在所述充氣裝置和密封結(jié)構(gòu)2之間的預(yù)熱裝置；

所述預(yù)熱裝置用于預(yù)熱充入待注液電池5內(nèi)部的干燥氣體，使所述干燥氣體的溫度與所述待注液電池5的溫度之差的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)值。

需要說明的是，由于抽氣裝置將待注液電池5內(nèi)的氣體抽真空會(huì)降低電池的溫度，所以優(yōu)選的方案，為了降低抽真空時(shí)，對(duì)電池溫度的影響，在充入干燥氣體時(shí)，對(duì)氣體進(jìn)行預(yù)熱，使充入的干燥氣體的溫度接近電池的溫度，進(jìn)一步降低對(duì)電池溫度的影響。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池烘烤裝置的密封結(jié)構(gòu)2為多個(gè)，所述多個(gè)密封結(jié)構(gòu)2之間通過支架4連接。

其中，支架4將多個(gè)密封結(jié)構(gòu)2的密封頭23連接，支架4可設(shè)成鏈條結(jié)構(gòu)(這樣以便于其位于轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)中)。通過支架4可以將多顆電池設(shè)為一組，利于通過機(jī)械臂將一組電池整體轉(zhuǎn)移，設(shè)置支架4也可利于單顆電池的轉(zhuǎn)移。

另外，通過支架4的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)將密封結(jié)構(gòu)2在整個(gè)烘烤裝置內(nèi)部往復(fù)循環(huán)利用，當(dāng)有新的待注液電池5進(jìn)入時(shí)，密封結(jié)構(gòu)2將此新的待注液電池5密封并隨同新的待注液電池5一起完成整個(gè)烘烤過程，當(dāng)電池完成烘烤后，密封結(jié)構(gòu)2與待注液電池5脫離，并循環(huán)移動(dòng)至新的待注液電池5電池裝入的位置，用于新電池的密封。

如圖3所示，上述實(shí)施例提供的電池烘烤裝置的腔體1為轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)，所述待注液電池5位于所述轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述待注液電池5由上料位置移動(dòng)至下料位置。其中，支架4可置于轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)中，將轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)內(nèi)的多個(gè)待注液電池5的密封結(jié)構(gòu)23連接起來，利于多個(gè)待注液電池5為一組進(jìn)行轉(zhuǎn)移。如圖3所示，可以將2個(gè)待注液電池5的密封頭23連接為一組，在轉(zhuǎn)移時(shí)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)將這兩個(gè)待注液電池5一起轉(zhuǎn)移。

其中，當(dāng)新的待注液電池5從拉帶傳送至電池烘烤裝置的上料位置，待注液電池5被轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)內(nèi)，進(jìn)而通過密封結(jié)構(gòu)2對(duì)每個(gè)待注液電池5進(jìn)行相對(duì)密封，轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)的周圍通有熱循環(huán)風(fēng)，用于對(duì)待注液電池5的外壁進(jìn)行加熱。根據(jù)需要，轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)一個(gè)周期表示完成對(duì)電池的烘干的一個(gè)完整流程，當(dāng)待注液電池5旋轉(zhuǎn)到下料位置，電池從轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)中被轉(zhuǎn)移到拉帶上自動(dòng)流轉(zhuǎn)到下一工位。其中，將電池轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)內(nèi)可以通過自動(dòng)轉(zhuǎn)移的方式，例如通過機(jī)械臂將拉帶上的電池轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)等。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池烘烤裝置可以實(shí)現(xiàn)在連續(xù)式流水線生產(chǎn)下完成整個(gè)烘烤過程。

如圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的任意一種電池烘烤裝置進(jìn)行電池烘烤的方法包括：

S1:將待注液電池的開口部通過所述密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封；

S2:將密封后的所述待注液電池置于所述腔體內(nèi)；

S3:在所述腔體內(nèi)通入熱風(fēng)，對(duì)所述待注液電池的外壁進(jìn)行加熱。

較優(yōu)的，還可以通過抽氣裝置對(duì)所述待注液電池的內(nèi)部抽真空；抽真空后，通過充氣裝置向所述待注液電池的內(nèi)部充入干燥氣體；重復(fù)多次進(jìn)行抽真空和充入干燥氣體操作。

優(yōu)選的，還可以：通過預(yù)熱裝置對(duì)充入所述密封結(jié)構(gòu)的干燥氣體進(jìn)行預(yù)熱。

優(yōu)選的，還可以：在烘烤完成后，將所述密封結(jié)構(gòu)與所述電池分離；利用所述密封結(jié)構(gòu)對(duì)新的待注液電池進(jìn)行密封。

優(yōu)選的，還可以：通過拉帶將待注液電池傳送至所述烘烤裝置的上料位置；通過所述烘烤裝置的旋轉(zhuǎn)，將上料位置處的所述待注液電池移動(dòng)至所述烘烤裝置的下料位置。

為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的實(shí)施效果，下面對(duì)本實(shí)用新型提供的電池烘烤裝置的效果進(jìn)行對(duì)比描述。具體的結(jié)合制備的電池的實(shí)際效果，對(duì)采用上述烘烤裝置生產(chǎn)電池的實(shí)際效果進(jìn)行介紹。

對(duì)比例1

采用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的烘烤裝置對(duì)注液前電池進(jìn)行烘烤，烘烤參數(shù)采用8h，過程間隔30min進(jìn)行抽真空與充干燥氣的切換，烘烤后電池用于實(shí)驗(yàn)評(píng)估；

具體評(píng)估手段：

1、拆解電池分別測(cè)試正極片、負(fù)極片的含水量，采用卡爾費(fèi)休水分測(cè)試儀對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試；

2、對(duì)1000pcs電池進(jìn)行后續(xù)生產(chǎn)，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)手法，統(tǒng)計(jì)電池的電化學(xué)性能；具體如下：

將上述的鋰離子電池以0.1C恒流恒壓充電至滿電電壓3.6V，截止電流0.01C時(shí)的容量計(jì)為C0，將電池?cái)R置5min，采用1C恒流放電至2.0V的容量計(jì)為C1。C1計(jì)為電池的容量，C1/C0的比值計(jì)為電池的首次效率。

3、對(duì)電池進(jìn)行后續(xù)生產(chǎn)，通過對(duì)比電池的循環(huán)壽命對(duì)比烘烤效果；具體如下：將上述的鋰離子化成后電池以1C的倍率進(jìn)行充放電循環(huán)，某一循環(huán)的1C放電容量與第4個(gè)循環(huán)的放電容量之比稱作鋰離子電池的某一循環(huán)后的容量保持率，鋰離子電池容量保持率為80％時(shí)的循環(huán)周數(shù)作為衡量循環(huán)性能的指標(biāo)。

對(duì)比例2

采用本實(shí)用新型提供的烘烤裝置對(duì)注液前電池進(jìn)行烘烤，烘烤參數(shù)采用1h，過程間隔10min進(jìn)行抽真空與充干燥氣的切換，烘烤后電池用于實(shí)驗(yàn)評(píng)估；

具體評(píng)估手段：同對(duì)比例1。

對(duì)比例3

采用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的烘烤裝置對(duì)注液前電池進(jìn)行烘烤，烘烤參數(shù)采用30min，過程間隔5min進(jìn)行抽真空與充干燥氣的切換，烘烤后電池用于實(shí)驗(yàn)評(píng)估；

具體評(píng)估手段：同對(duì)比例1

對(duì)比例4

采用傳統(tǒng)的烘烤裝置對(duì)注液前電池進(jìn)行烘烤，烘烤參數(shù)采用8h，過程間隔30min進(jìn)行抽真空與充干燥氣的切換，烘烤后電池用于實(shí)驗(yàn)評(píng)估；

具體評(píng)估手段：同對(duì)比例1

對(duì)比例1、對(duì)比例2、對(duì)比例3及對(duì)比例4制備的電池拆解后測(cè)試的水分含量列于下表。

表1：對(duì)比例1、對(duì)比例2、對(duì)比例3及對(duì)比例4制備電池極片水分含量對(duì)比表

從表1中可以看出，對(duì)比例1及對(duì)比例2的極片水分含量與對(duì)比例4相近，對(duì)比例3的極片水分含量明顯高于對(duì)比例4。對(duì)比對(duì)比例2與對(duì)比例4可以看出，采用本實(shí)用新型提供的烘烤裝置進(jìn)行烘烤，烘烤1h即可達(dá)到傳統(tǒng)烘烤方式烘烤8h的效果，極大的提高了烘烤效率。對(duì)比對(duì)比例1、對(duì)比例2及對(duì)比例3可以看出，采用本實(shí)用新型提供的烘烤裝置進(jìn)行烘烤，烘烤時(shí)間1h時(shí)既能達(dá)到較優(yōu)的烘烤效果又能極大的提高生產(chǎn)效率。

對(duì)比例1、對(duì)比例2、對(duì)比例3及對(duì)比例4制備的電池電化學(xué)性能及循環(huán)性能對(duì)比位于下表。

表2：對(duì)比例1、對(duì)比例2、對(duì)比例3及對(duì)比例4制備電池電性能對(duì)比表

從表2中可以看出，對(duì)比例1、對(duì)比例2，其充電效率及容量?jī)?yōu)于對(duì)比例3和對(duì)比例4，循環(huán)壽命與對(duì)比例4相當(dāng)?shù)黠@優(yōu)于對(duì)比例3。

綜上，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池烘烤裝置，烘烤1h即可達(dá)到與傳統(tǒng)烘烤方式烘烤8h的烘烤效果，甚至更優(yōu)。隨著本實(shí)用新型提供的電池烘烤裝置烘烤時(shí)間的加長(zhǎng)，其烘烤后的電芯水分含量降低、電性能及循環(huán)性能更優(yōu)，當(dāng)烘烤時(shí)間超過1h后，水分含量及電化學(xué)性能改善幅度減小。

本實(shí)用新型的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而能夠理解的是，本實(shí)用新型的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對(duì)本說明書的理解。類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡(jiǎn)本實(shí)用新型公開并幫助理解各個(gè)實(shí)用新型方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對(duì)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的描述中，本實(shí)用新型的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對(duì)其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本實(shí)用新型要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如權(quán)利要求書所反映的那樣，實(shí)用新型方面在于少于前面公開的單個(gè)實(shí)施例的所有特征。因此，遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實(shí)施方式，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本實(shí)用新型的單獨(dú)實(shí)施例。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。本實(shí)用新型并不局限于任何單一的方面，也不局限于任何單一的實(shí)施例，也不局限于這些方面和/或?qū)嵤├娜我饨M合和/或置換。而且，可以單獨(dú)使用本實(shí)用新型的每個(gè)方面和/或?qū)嵤├蛘吲c一個(gè)或更多其他方面和/或其實(shí)施例結(jié)合使用。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。