[发明专利]一种在线水分测量方法、测量装置及测量系统

说明书

一种在线水分测量方法、测量装置及测量系统，用于在线判断被烘烤电池的干燥程度，该测量方法包括：计算烘箱内的真空度变化率；以及利用所述真空度变化率计算被烘烤电池的水分值。该测量装置包括用于计算烘箱内的真空度变化率的第一模块；以及用于利用所述真空度变化率计算被烘烤电池的水分值的第二模块。该测量系统包括设置于烘箱的真空度测量装置、设置于烘箱的温度测量装置、以及上述在线水分测量装置，所述在线水分测量装置分别与所述真空度测量装置和所述温度测量装置连接。本发明利用烘箱内的实时的环境参数来计算电池的水分值，电池烘烤一致性好，不破坏电池，而且能够极大地提高生产效率和降低生产成本。

技术领域

本发明涉及电池制造领域，更具体地说是一种能够在电池烘烤处理中判断电池干燥程度的在线水分测量方法、在线水分测量装置及在线水分测量系统。

背景技术

锂电池烘烤干燥是目前动力电池必不可少的关键工序，其烘烤干燥的程度和一致性，直接影响锂电池的性能品质。特别是动力电池PACK时，对锂电池的一致性要求很高。但一直以来，锂电池的烘烤都是采用时间控制法，在确定烘箱功能的前提下，通过规定烘箱烘烤时间来完成锂电池的烘烤。但这种烘烤模式存在显著的缺陷，主要表现在：①不同季节不同批次的锂电池初期水分往往不同，甚至有很大差别，初始水分少的就容易烘干，初始水分多的烘烤时间就会长一些，按同样的烘烤时间要么有的烘烤时间过长，要么有的烘烤不够。在锂电池批量自动化烘烤过程中，不可能每一箱电芯都去抽检，而且即使抽检了，也不一定能代表这一箱电芯都烘烤到位了。要想确保都能烘烤到位，只能尽量延长电芯的烘烤时间，从而影响烘烤的产能和极大浪费能源；②不同烤箱内的电芯烘烤一致性无法保证；③定期抽检电芯干燥情况必须要破坏电池，用专用的水分测量仪进行水分测量，这就需要一定的时间，可能会影响正常的生产节拍。因此这种检验方式检验成本很高。急需寻找一种新的方法和手段替代。

发明内容

本发明的目的是提供一种在线水分测量方法、测量装置及测量系统，以解决采用时间控制法控制电池烘烤存在的上述技术缺陷中的至少一种。

本发明中所述电池泛指电池和超级电容。

本发明的发明构思如下：利用电池干燥过程水蒸发的特性，通过对烘箱内电池(电芯)的温度、真空度和水蒸发的速率等参数组合，整合成一套简单实用的模糊算法，实现电池在真空干燥过程中的在线水分判断。在上述构思下，本发明提供的具体技术方案如下：

一种在线水分测量方法，用于在线判断被烘烤电池的干燥程度，所述在线水分测量方法包括：步骤S1、计算烘箱内的真空度变化率；以及步骤S2、利用所述真空度变化率计算被烘烤电池的水分值。

在一些方案中，所述步骤S1包括：步骤S1-1、获取烘箱内的第一真空度；步骤S1-2、间隔一段时间Δt再次获取烘箱内的第二真空度；以及步骤S1-3、利用所述第二真空度和所述第一真空度计算真空度变化率。

在另一些方案中，所述步骤S1包括：步骤S1-1、计算烘箱内达到第一真空度的第一时间；步骤S1-2、计算烘箱内达到第二真空度的第二时间；以及步骤S1-3、利用所述第一真空度、所述第二真空度、所述第一时间和所述第二时间计算真空度变化率。

在上述的在线水分测量方法中，优选地，所述步骤S1还包括：步骤S1-4、将步骤S1-3获得的所述真空度变化率与设定数值比较，当所述真空度变化率等于或接近所述设定数值时执行所述步骤S2否则循环执行所述步骤S1-1至所述步骤S1-3；所述设定数值满足以下条件：在所述设定数值下所述水分值和所述真空度变化率的函数关系为线性关系或接近线性关系。

在上述的在线水分测量方法中，优选地，所述步骤S1-1和所述步骤S1-2均在同一保压周期内执行。

在上述的在线水分测量方法中，优选地，所述时间Δt为1秒至120秒之间的一个数值。

在上述的在线水分测量方法中，优选地，所述第一真空度和所述第二真空度均不大于500Pa。