[发明专利]一种锂离子电池干燥箱和干燥装置

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造技术领域，特别涉及一种锂离子电池干燥箱和干燥装置。

背景技术

锂离子电池以其零污染、零排放、能量密度高、体积小和循环使用寿命长等优点，广泛应用于便携式电子产品、电动交通工具、大型动力电源和二次充电及储能等领域，已成为国内外电池发展和应用的主体，从而对锂离子电池的循环寿命和安全性都提出了更高的要求。在影响锂离子循环寿命和安全性的诸多因素中，水分是其中最重要的影响因素之一。电解液对水分非常敏感，过量的水分与其反应产生的HF会腐蚀锂离子电池内部结构，特别是对锂离子电池的循环寿命造成极大的影响，同时所产生的气体容易造成锂离子电池膨胀，给锂离子电池的安全性能带来很大的影响。因此，控制锂离子电池体系内部的水分含量是锂离子电池制造工艺控制的重要目标。

在锂离子电池生产过程中，电池在加注电解液前，必须将电池内的电芯进行加热干燥，以降低电芯内部水分含量，避免在注液后电解液与水发生副反应，影响电池的循环性能和安全性能。

现有锂离子电池水分干燥设备通常为一个密封箱体，在进行干燥时，将电芯入壳后的电池放到密封箱体内，然后在箱体内进行加热和抽真空操作。抽真空后，由于箱体内部在真空状态下缺少热传导介质，电池无法得到有效的加热，电池内部温度上升极其缓慢，严重降低了电池干燥效率。因此，采用这种密封箱体进行干燥处理，需要在一定温度、真空状态下持续较长时间后才能将水分去除至要求含量，效率较低；特别是对于大容量锂离子电池，一般情况下，干 燥时间需要40小时以上，严重影响了生产效率，增加了生产成本。

为了解决真空状态下电池温度上升缓慢的问题，目前通常采用在干燥过程中用热氮气置换和抽真空操作交替进行的方式，利用氮气置换箱体内的空气，同时氮气作为传热介质，来提高加热效率。中国发明专利201410814891.4公开了一种动力电池真空干燥设备，包括炉腔、与炉腔连通的运风系统，其炉腔包括云母片，其运风系统包括抽真空管道、氮气进风管道。云母片用来对炉腔内进行加热，抽真空管道用来对炉腔内进行抽真空，同时通过氮气进风管道向炉腔内通入氮气，将炉腔内的水分带出，并保证炉腔内有充分的传热气体介质。这种方式对电池的干燥效率有所提高。但是，这种方式电池加热速度慢、能耗高、干燥效率低；并且，腔内温度与电池表面及内部温度有一定的差异，因此进行抽真空时，电池内部温度实际没有达到要求的温度即进行抽真空干燥，这必然影响真空干燥效果。

发明内容

本发明的目的在于解决现有锂离子电池干燥装置所存在的技术问题，提供一种可实现对电池主体和极耳接触式加热，从而缩短干燥时间，有效提高干燥质量和效率的锂离子电池干燥箱，和基于该干燥箱自动化程度高的锂离子电池干燥装置。

为解决上述技术问题，本发明采用了一种锂离子电池干燥箱，包括封闭箱体和加热装置，所述箱体包括保温罩，所述保温罩上其前后两侧中至少在一侧设置有开口，所述保温罩的开口处设置有密封门，所述箱体内设置有至少一层加热层，所述加热层连接加热装置，所述加热层包括设置在箱体上的底板和设置在底板上的顶板，所述顶板可相对底板上下自由活动，所述加热装置对底板和顶板进行加热，所述箱体上设置有干燥气体端口和抽真空端口。

上述技术方案中，进一步地，所述顶板和底板上均设置有极耳加热板，所述顶板和底板上的极耳加热板相对设置，所述极耳加热板均连接加热装置，所述加热装置对极耳加热板进行加热。

上述技术方案中，更进一步地，所述顶板与其极耳加热板之间、底板与其极耳加热板之间，至少在其中之一设置有缓冲装置，用于调节极耳加热板之间对电池极耳的压紧力。

上述技术方案中，更进一步地，所述缓冲装置采用压缩弹簧。

上述技术方案中，更进一步地，所述加热层与箱体之间设置有导向柱，所述顶板沿导向柱上下运动。

上述技术方案中，更进一步地，所述箱体内设置有驱动装置，所述驱动装置用于驱动加热层的顶板上下运动。

上述技术方案中，更进一步地，所述驱动装置包括伺服电机和连接伺服电机的丝杠，所述丝杠连接加热层的顶板。

同时，本发明还采用了一种锂离子电池干燥装置，包括至少一个上述干燥箱、真空泵和干燥气源，所述真空泵连接干燥箱上的抽真空端口，干燥气源连接干燥箱上的干燥气体端口。

上述技术方案中，进一步地，所述干燥气源连接温控器，所述温控器对输入干燥箱内的干燥气体进行加热。

上述技术方案中，更进一步地，还包括：

上输送装置，将待干燥的电池送至上料机械手处；