專利名稱：一種鋰離子電池電芯的干燥系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子二次電池的制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到制備過(guò)程中電芯的烘烤設(shè)備的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
相對(duì)于鉛酸電池、鎳氫電池等傳統(tǒng)的二次電池，鋰離子二次電池具有一種不可比擬的優(yōu)越性能和外形加工性能，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、PDA、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)DVD、MP3、MP4等移動(dòng)電子終端設(shè)備中，同時(shí)鋰離子電池也被用作電動(dòng)工具和電動(dòng)自行車的動(dòng)力源。作為新一代綠色環(huán)保動(dòng)力，鋰離子電池發(fā)展迅猛，已成為國(guó)際電化學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。在電池的制造過(guò)程中，例如鋰離子電池，正負(fù)極片制作的電芯在注液前都需要進(jìn)行電芯干燥工序。電芯干燥是鋰電池制造過(guò)程中重要步驟，因水分對(duì)電池壽命、內(nèi)阻、容量發(fā)揮和放電時(shí)間有著致命的惡劣影響，故在電芯制造過(guò)程中對(duì)水分的控制至關(guān)重要，尤其在注液前電芯水分控制更的確保萬(wàn)無(wú)一失。目前業(yè)內(nèi)注液前對(duì)電芯的烘烤都是采用真空烘箱進(jìn)行間隙式真空烘烤，由電加熱烘箱后傳熱對(duì)空氣和電芯加熱烘烤，該類裝置和烘烤方式能耗較大，循環(huán)利用的干燥氣濕度穩(wěn)定性較難控制，且干燥效果很容易受到外界濕度影響；間隙式干燥均勻度難以控制、對(duì)大電芯干燥均勻性不好更加明顯。且在電芯從設(shè)備中取出后進(jìn)入手套箱前暴露在環(huán)境中，極易受到環(huán)境濕度影響，從而使得干燥效果事倍功半。近年來(lái)也有對(duì)電芯烘烤制備做改進(jìn)的技術(shù)出現(xiàn)，如中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)文獻(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)朇N201110283472. 9申請(qǐng)申請(qǐng)名稱為“一種電芯烘烤的方法”所公開的電芯烘烤方法，該電芯烘烤的方法根據(jù)電芯在烘烤過(guò)程中的水分變化，采用階梯形的烘烤方法對(duì)電芯進(jìn)行真空烘烤，該方法在一定程度上可提高電芯烘烤效果。上述發(fā)明申請(qǐng)主要銅鼓對(duì)烘烤工藝條件控制來(lái)改進(jìn)的。如中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)文獻(xiàn)，CN201110325620. 9 申請(qǐng)申請(qǐng)名稱為“一種電池電芯及其干燥方法?！痹摪l(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)給電芯的正極片和負(fù)極片通電流而直接對(duì)其加熱烘烤，來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)烘烤卷芯只靠傳導(dǎo)來(lái)加熱方式的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高干燥均勻性和干燥效果，縮短干燥時(shí)間， 降低電芯制造過(guò)程的干燥周期和制造成本的一種鋰離子電池電芯的干燥系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
設(shè)計(jì)一種鋰離子電池電芯的干燥系統(tǒng)，包括通過(guò)干燥空氣來(lái)干燥待干燥電芯的干燥筒，干燥筒上連接有可形成循環(huán)流通干燥空氣的管道，所述管道上依次連接有水分干燥處理裝置、空氣加熱裝置，水分干燥處理裝置上連接外部壓縮空氣輸入管道，干燥筒與空氣加熱裝置相連接的入口管道上設(shè)置有入口調(diào)節(jié)閥門，干燥筒與水分干燥處理裝置相連接的出口管道上也設(shè)置有出口調(diào)節(jié)閥門，干燥電芯使用后的干燥空氣，依次經(jīng)過(guò)水分干燥處理裝置、空氣加熱裝置循環(huán)回到干燥筒。作為上述方案的優(yōu)化改進(jìn)，所述水分干燥處理裝置與空氣加熱裝置之間還安裝有干燥空氣緩沖罐，干燥筒上連接的空氣管道上安裝有抽真空系統(tǒng)。流通干燥空氣的管道上安裝有水分測(cè)試儀。為使得系統(tǒng)控制精確，可自動(dòng)化操作，本發(fā)明方案提出的系統(tǒng)還包括有中央控制器，所述的水分干燥處理裝置、干燥空氣緩沖罐、空氣加熱裝置以及抽真空系統(tǒng)都與中央控制器電聯(lián)接并受其控制工作，水分測(cè)試儀的信號(hào)傳送給中央控制器，中央控制器根據(jù)管道水分情況控制系統(tǒng)工作。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn) I、本發(fā)明提出的干燥系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)循環(huán)系統(tǒng)、利用持續(xù)動(dòng)態(tài)循環(huán)干燥空氣對(duì)電芯干燥，提高了干燥效果和質(zhì)量，降低干燥時(shí)間和能耗，并能夠確保干燥后的效果不受外界濕度影響。2、干燥系統(tǒng)中的干燥筒能從系統(tǒng)中拆卸分離移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與手套箱的無(wú)縫對(duì)接，系統(tǒng)中設(shè)置的干燥筒桶蓋設(shè)置密封圈和手套箱過(guò)渡倉(cāng)配合，在取電池時(shí)能夠達(dá)到無(wú)縫對(duì)接，確保干燥后的電芯進(jìn)入手套箱時(shí)能夠和外界隔離，使得干燥效果不受外界濕度影響。3、系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)持續(xù)循環(huán)流動(dòng)的熱干燥空氣對(duì)干燥筒內(nèi)的電芯進(jìn)行干燥，能夠使得從干燥筒出來(lái)的空氣濕度波動(dòng)較小，從而確保水分處理系統(tǒng)處理后的空氣干燥度穩(wěn)定。4、本發(fā)明系統(tǒng)循環(huán)利用干燥空氣，使得能量循環(huán)利用度高，有利于降低干燥能耗，降低制造成本。5、本發(fā)明系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)持續(xù)循環(huán)流動(dòng)的熱干燥空氣對(duì)干燥筒內(nèi)的電池進(jìn)行干燥，能夠及時(shí)將電芯內(nèi)的水分持續(xù)揮發(fā)；避免常規(guī)干燥設(shè)備間斷式處理容易造成的前期干燥效果差，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的干燥效果容易受眾多因素影響。6、本發(fā)明系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)持續(xù)循環(huán)流動(dòng)的熱干燥空氣對(duì)干燥筒內(nèi)的電池進(jìn)行干燥，干燥均勻度好，能夠確保電芯內(nèi)水分完全穩(wěn)定揮發(fā)干燥，對(duì)大電池效果更為明顯。


圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明目的在于保護(hù)通過(guò)本發(fā)明提出的干燥空氣系統(tǒng)提供的循環(huán)干燥空氣來(lái)干燥電芯，本發(fā)明系統(tǒng)完全有別于現(xiàn)有的僅在抽真空的烘烤箱中干燥電芯，本發(fā)明采用動(dòng)態(tài)持續(xù)循環(huán)流動(dòng)的熱干燥空氣對(duì)干燥筒內(nèi)的電池進(jìn)行干燥，能夠使得從干燥筒出來(lái)的空氣濕度波動(dòng)較小，從而確保水分處理系統(tǒng)處理后的空氣干燥度穩(wěn)定；利用動(dòng)態(tài)持續(xù)循環(huán)流動(dòng)的熱干燥空氣來(lái)干燥能夠及時(shí)將電芯內(nèi)的水分持續(xù)揮發(fā)，能夠確保電芯內(nèi)水分完全穩(wěn)定揮發(fā)干燥，避免常規(guī)干燥設(shè)備間斷式處理容易造成的前期干燥效果差，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的干燥效果容易受眾多因素影響。本發(fā)明重點(diǎn)在于保護(hù)循環(huán)干燥系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)選擇的水分干燥處理裝置、空氣加熱裝置的等可以是現(xiàn)有技術(shù)中具有相應(yīng)處理能力的裝置設(shè)備。本發(fā)明提出的電芯干燥系統(tǒng)，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)能力的大小、用戶可承受設(shè)備成本的能力等實(shí)際需求變化而選用不同干燥系統(tǒng)。如生產(chǎn)規(guī)模小，則可選用人工監(jiān)控的基本系統(tǒng)，如生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)量高，則可選擇具有中央控制器的智能系統(tǒng)。實(shí)施例I
本實(shí)施例以人工監(jiān)控操作的基本系統(tǒng)為例說(shuō)明。本系統(tǒng)包括有干燥筒3，干燥筒3上連接有可形成循環(huán)流通干燥空氣的管道9，管道上依次連接有水分干燥處理裝置5、干燥空氣緩沖罐6、空氣加熱裝置7，水分干燥處理裝置5上連接外部壓縮空氣輸入管道12，干燥筒3與空氣加熱裝置7相連接的入口管道上設(shè)置有入口調(diào)節(jié)閥門I la，干燥筒3與水分干燥處理裝置5相連接的出口管道上也設(shè)置有出口調(diào)節(jié)閥門11b，干燥電芯使用后的干燥空氣，依次經(jīng)過(guò)水分干燥處理裝置5、空氣加熱裝置7循環(huán)回到干燥筒3。干燥筒3上連接的空氣管道上安裝有抽真空系統(tǒng)8。抽真空系統(tǒng)是間隙式樣操作，抽真空系統(tǒng)的管道上也安裝有控制閥門11c。為便于掌握干燥系統(tǒng)中空氣水分含量狀況，流通干燥空氣的管道9的重要位置安裝水分測(cè)試儀。具體的，在干燥筒3與水分干燥處理裝置5相連接的出口管道上、出口調(diào)節(jié)閥門Ilb的后安裝第一水分測(cè)試儀10a，在干燥空氣緩沖罐外的管道上安裝第二水分檢測(cè)儀10b，抽真空干燥系統(tǒng)管路上安裝第三水分測(cè)試儀10c。本實(shí)施例中包括一個(gè)干燥筒3，干燥筒3與管道之間通過(guò)可拆卸方式連接，當(dāng)干燥筒內(nèi)電芯干燥完成后，可移動(dòng)干燥筒與手套箱對(duì)接，進(jìn)行下一步注液操作。為實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，干燥筒3 —側(cè)設(shè)置有桶蓋4，桶蓋上還配設(shè)有密封圈，可與其對(duì)接的手套箱I側(cè)部設(shè)置有外凸的過(guò)渡艙2，過(guò)渡艙2與桶蓋4卡合實(shí)現(xiàn)干燥筒3和手套箱I的無(wú)縫對(duì)接。本發(fā)明系統(tǒng)工作時(shí)，外部輸送到系統(tǒng)的壓縮空氣壓縮空氣輸入管道12進(jìn)入水分干燥處理裝置5，外部壓縮空氣中存在的水分在本發(fā)明系統(tǒng)的水分干燥處理裝置5中干燥處理掉，處理過(guò)水分的干燥空氣經(jīng)過(guò)管道9流至干燥空氣緩沖罐6，在干燥空氣緩沖罐6中緩沖使得干燥空氣的壓力穩(wěn)定。為獲得此時(shí)的干燥空氣水分信息，在干燥空氣緩沖罐外的管道上安裝第二水分檢測(cè)儀10b。在干燥空氣緩沖罐經(jīng)過(guò)緩沖后壓力穩(wěn)定的干燥空氣被輸送到空氣加熱裝置7，在空氣加熱裝置7中將空氣加熱到干燥所需要的溫度。經(jīng)過(guò)上述干燥和加熱處理后系統(tǒng)中循環(huán)的干燥空氣達(dá)到干燥筒3干燥電芯所需要的工藝要求。干燥筒3與空氣加熱裝置7相連接的入口管道上設(shè)置有入口調(diào)節(jié)閥門I Ia,同樣在干燥筒3與水分干燥處理裝置5相連接的出口管道上也設(shè)置有出口調(diào)節(jié)閥門I Ib，為獲取干燥筒中流出的空氣的水分信息，在出口調(diào)節(jié)閥門Ilb后的出口管道上安裝第一水分測(cè)試儀IOa0為確保干燥筒3內(nèi)的電芯干燥效果，尤其是可以干燥到電芯的間隙，在干燥筒3上連接有有抽真空系統(tǒng)8，干燥筒3與抽真空系統(tǒng)8之間有控制閥門Ilc控制。抽真空干燥系 統(tǒng)管路上安裝第三水分測(cè)試儀10c。當(dāng)干燥筒3中放置有待干燥電芯時(shí)，干燥空氣循環(huán)系統(tǒng)啟動(dòng)開始工作，干燥筒外的入口調(diào)節(jié)閥門Ila開啟，出口調(diào)節(jié)閥門Ilb也開啟，保持干燥空氣在系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)循環(huán)。當(dāng)動(dòng)態(tài)持續(xù)干燥每進(jìn)行一定時(shí)間后，就啟動(dòng)真空干燥系統(tǒng)8進(jìn)行間隙式操作，進(jìn)一步確保干燥效果。第一水分測(cè)試儀IOa的數(shù)據(jù)主要反映出干燥筒內(nèi)干燥電芯的狀況，第一水分測(cè)試儀IOa數(shù)據(jù)顯示高，可能是電芯含水分大，需繼續(xù)干燥，如數(shù)據(jù)趨于平穩(wěn)，則說(shuō)明干燥情況良好。此時(shí)，可手動(dòng)關(guān)閉入口調(diào)節(jié)閥門(11a)、出口調(diào)節(jié)閥門(11b)，打開抽真空系統(tǒng)控制閥門11c，再由操作人員啟動(dòng)抽真空系統(tǒng) 干燥電芯縫隙中可能循環(huán)干燥不到位的地方。抽真空干燥系統(tǒng)管路上安裝的第三水分測(cè)試儀10c，用于檢測(cè)抽真空系統(tǒng)的工作狀況，同時(shí)也對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的干燥狀況做判斷監(jiān)控。而第二水分測(cè)試儀10b，則對(duì)系統(tǒng)中水分干燥處理裝置5的處理情況作監(jiān)控，如第二水分測(cè)試儀IOb檢測(cè)的水分含量偏高，高于系統(tǒng)干燥空氣工作的水分含量，則操作人員會(huì)調(diào)整水分干燥處理裝置的干燥水分的能力，提高其除掉水分的能力。干燥筒3內(nèi)電芯完成干燥后的，再將干燥筒3移動(dòng)至和手套箱I對(duì)接。由于干燥筒3 —側(cè)設(shè)置有桶蓋4，桶蓋上還配設(shè)有密封圈，而與其對(duì)接的手套箱I側(cè)部設(shè)置有外凸的過(guò)渡艙2，過(guò)渡艙2與桶蓋4配合實(shí)現(xiàn)干燥筒3和手套箱I的無(wú)縫對(duì)接，確保干燥后的電芯不受外界濕度影響的條件下進(jìn)入手套箱1，在手套箱中可進(jìn)行電芯下一步注液工序。本發(fā)明采用動(dòng)態(tài)持續(xù)循環(huán)流動(dòng)的熱干燥空氣對(duì)干燥筒內(nèi)的電池進(jìn)行干燥，能夠使得從干燥筒出來(lái)的空氣濕度波動(dòng)較小，從而確保水分處理系統(tǒng)處理后的空氣干燥度穩(wěn)定。實(shí)施例2
本實(shí)施例以智能系統(tǒng)為例說(shuō)明。本實(shí)施例與實(shí)施例I的不同之處在于，所述系統(tǒng)還包括有中央控制器，所述的水分干燥處理裝置5、干燥空氣緩沖罐6、空氣加熱裝置7以及抽真空系統(tǒng)8都與中央控制器電聯(lián)接并受其控制工作，水分測(cè)試儀的信號(hào)傳送給中央控制器，中央控制器根據(jù)管道水分情況控制系統(tǒng)工作。如中央控制器接收到第一水分測(cè)試儀IOa數(shù)據(jù)顯示高于正常設(shè)定值，則保持系統(tǒng)持續(xù)循環(huán)干燥一定時(shí)間，當(dāng)滿足設(shè)定時(shí)間后，中央控制器自動(dòng)關(guān)閉干燥器出口管道的調(diào)節(jié)閥門，啟動(dòng)抽真空系統(tǒng)，從而保證干燥筒內(nèi)電芯的干燥效果。而當(dāng)中央控制器接收的第二水分檢測(cè)儀IOb的數(shù)據(jù)偏高時(shí)，則會(huì)輸出信號(hào)給系統(tǒng)的水分干燥處理裝置，提高其干燥水分的能力，保證本發(fā)明系統(tǒng)中干燥空氣的干燥能力滿足干燥電芯的工藝要求。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，如發(fā)射調(diào)制處理電路和接收處理電路的選擇變化等，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池電芯的干燥系統(tǒng)，包括通過(guò)干燥空氣來(lái)干燥待干燥電芯的干燥筒(3)，其特征在于干燥筒(3)上連接有可形成循環(huán)流通干燥空氣的管道(9)，所述管道上依次連接有水分干燥處理裝置(5)、空氣加熱裝置(7)，水分干燥處理裝置(5)上連接外部壓縮空氣輸入管道(12)，干燥筒(3)與空氣加熱裝置(7)相連接的入口管道上設(shè)置有入口調(diào)節(jié)閥門(11a)，干燥筒(3)與水分干燥處理裝置(5)相連接的出口管道上也設(shè)置有出口調(diào)節(jié)閥門(11b)，干燥電芯使用后的干燥空氣，依次經(jīng)過(guò)水分干燥處理裝置(5)、空氣加熱裝置(7)循環(huán)回到干燥筒(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋰離子電池電芯的干燥系統(tǒng)，其特征在于所述水分干燥處理裝置(5)與空氣加熱裝置(7)之間還安裝有干燥空氣緩沖罐(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰離子電池電芯的干燥系統(tǒng)，其特征在于干燥筒(3)上連接的空氣管道上安裝有抽真空系統(tǒng)(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋰離子電池電芯的干燥系統(tǒng)，其特征在于流通干燥空氣的管道(9)上安裝有水分測(cè)試儀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋰離子電池電芯的干燥系統(tǒng)，其特征在于干燥筒(3)—側(cè)設(shè)置有桶蓋(4)，桶蓋上還配設(shè)有密封圈，可與其對(duì)接的手套箱(I)側(cè)部設(shè)置有外凸的過(guò)渡艙(2)，過(guò)渡艙(2)與桶蓋(4)卡合實(shí)現(xiàn)干燥筒(3)和手套箱(I)的無(wú)縫對(duì)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋰離子電池電芯的干燥系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括有中央控制器，所述的水分干燥處理裝置(5)、干燥空氣緩沖罐(6)、空氣加熱裝置(7)以及抽真空系統(tǒng)(8)都與中央控制器電聯(lián)接并受其控制工作，水分測(cè)試儀的信號(hào)傳送給中央控制器，中央控制器根據(jù)管道水分情況控制系統(tǒng)工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋰離子電池電芯的干燥系統(tǒng)，其特征在于 干燥筒(3)至少包括一個(gè),多個(gè)干燥筒之間通過(guò)串接方式連接為一體,干燥筒與管道之間通過(guò)可拆卸方式連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及電池電芯的烘烤設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。一種鋰離子電池電芯的干燥系統(tǒng)，包括干燥待干燥電芯的干燥筒，干燥筒上連接有可形成循環(huán)流通干燥空氣的管道，管道上依次連接有水分干燥處理裝置、空氣加熱裝置，水分干燥處理裝置上連接外部壓縮空氣輸入管道，干燥筒與空氣加熱裝置相連接的入口管道上設(shè)置有入口調(diào)節(jié)閥門，干燥筒與水分干燥處理裝置相連接的出口管道上也設(shè)置有出口調(diào)節(jié)閥門，干燥電芯使用后的干燥空氣，依次經(jīng)過(guò)水分干燥處理裝置、空氣加熱裝置循環(huán)回到干燥筒。本發(fā)明系統(tǒng)循環(huán)利用干燥空氣，能夠及時(shí)將電芯內(nèi)的水分持續(xù)揮發(fā)，使得能量循環(huán)利用度高，有利于降低干燥能耗，降低制造成本。
文檔編號(hào)F26B21/04GK102620543SQ20121010894
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者盧偉鳳, 張承平, 文哲澤, 謝愛國(guó), 郭也平 申請(qǐng)人:惠州市博能新能源有限公司