立体货架式烘烤系统的制作方法

本实用新型涉及电池烘烤技术领域，尤其涉及一种立体货架式烘烤系统。

背景技术：

动力电池使用的碳材料如电池负极、超级电容电极、碳基粉体等都是利用碳材料多孔隙、吸附特性大、超大的比表面积，孔隙内富含的水分、气体和杂质会严重影响电池性能指标。遗憾的是电池行业绝大多数的干燥工序都是在大气中完成或者在输送转移时又重新暴露在大气环境中，水、气、杂质再次进入，形成二次污染，从而导致电池性能及技术指标低下。

通过创造高真空、低露点、高温度均匀度的干燥环境，并且在上、下道工序转移过程中与大气隔绝，从而大幅度提高动力电池的安全性、一致性，并且改善电池功率密度、内阻、高频特性、使用寿命等技术指标，最主要的是电池的生产效率得到数倍提高。

在制造电池时，需要将制备好的电池电芯放入烘烤箱中进行烘烤，以提升正负极极片的品质。现有的锂电烘烤工艺通常是采用真空烘箱，外接真空泵产生相对真空，在加热前对真空干燥箱内空气进行3次氮气置换，避免箱内水气对电池电芯的影响以及氧气对电芯材料的影响。干燥过程中，需要探针对接导电加热，整个过程置于真空环境下，经常造成真空情况下尖端放电现象，烧毁加热及其控制模块，造成停机，严重情况下影响生产计划。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提供一种立体货架式烘烤系统，采用移动式干燥箱替代了以往采用固定式的真空烤箱对电池进行烘烤，气密性更好、更有效的实现高真空、运行更平稳、干燥效率更高、干燥空间更小、全程智能控制、避免真空尖端放电。

为了达成上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

立体货架式烘烤系统，包括至少一条设有若干烘烤位的立体货架式烘烤线，还包括移动干燥箱和实现移动干燥箱传送的的堆垛机以及上位机控制系统，所述堆垛机在上位机控制系统的调度下将在上一系统完成电池上料的移动干燥箱运至立体货架式烘烤线进行真空烘烤，再将烘烤完成的移动干燥箱运至下一系统，如此重复。

进一步地，所述移动干燥箱包括上方开口的箱体和用于密封箱体的顶盖，所述箱体内间隔设置若干加热板，相邻加热板之间形成电池的放置空间，所述箱体上设置抽真空阀体、破真空阀体、压力检测装置及航空插，还包括电性连接加热板、抽真空阀体、破真空阀体、压力检测装置的线路连接组件以及位于移动干燥箱内的温度采集单元，所述温度采集单元的信号输出端以及抽真空阀体、破真空阀体的控制端均与上位机控制系统信号连接。

进一步地，所述每个烘烤位均设有独立的到位传感器以及与移动干燥箱的抽真空阀体相对应的抽真空组件，还包括与移动干燥箱的加热板、抽真空阀体、压力检测装置的线路连接组件相对应的连接外部电源的第一通电连接组件，所述到位传感器的信号输出端以及抽真空组件的控制端均与上位机控制系统信号连接。

进一步地，所述烘烤位上的抽真空组件包括真空对接口、真空对接口固定板、第二升降气缸组件、波纹管、气动挡板阀、升降板、浮动接头、模具弹簧，所述真空对接口的一侧连通抽真空管道，所述第二升降气缸组件的驱动轴连接真空对接口固定板的上部以驱动真空对接口上升和下降，所述气动挡板阀的进气口通过波纹管连通真空对接口的抽真空管道，所述气动挡板阀的出气口连接真空泵；所述第二升降气缸组件的控制端、气动挡板阀的控制端均与上位机控制系统信号连接。

进一步地，所述线路连接组件包括位于移动干燥箱底部的火线PCB板和零线PCB板，所述火线PCB板和零线PCB板均设有电性连接加热板、抽真空阀体、破真空阀体以及压力检测装置的数个接线端子，所述电性连接加热板的数个接线端子经过箱体一侧的航空插与箱体内部的加热板实现电路连接；所述第一通电连接组件包括一排火线探针组件和一排零线探针组件，所述一排火线探针组件和一排零线探针组件上探针的排列与位于移动干燥箱底部的火线PCB板和零线PCB板上电性连接加热板、抽真空阀体以及压力检测装置的数个接线端子的排列相适配。

进一步地，所述移动干燥箱的顶盖上靠近箱体的一侧设有密封垫圈或箱体上靠近顶盖的一侧设有密封垫圈。

进一步地，其特征在于，所述的顶盖上表面设有至少一组抓取把手；所述移动干燥箱底部设有若干定位孔，所述每个烘烤位上设有若干与定位孔相对应的定位销。

进一步地，所述移动干燥箱的抽真空阀体和破真空阀体均为电磁挡板阀。

进一步地，所述抽真空组件固定于立体货架式烘烤线的后部；所述立体货架式烘烤线的数量为两条，两条立体货架式烘烤线分别为相对平行设置的立体货架式烘烤线一和立体货架式烘烤线二，所述堆垛机的巷道位于立体货架式烘烤线一和立体货架式烘烤线二之间，所述立体货架式烘烤线一的前端和后端分别设置水平旋转平台一和水平旋转平台二。

进一步地，所述水平旋转平台一和水平旋转平台二的驱动机构为凸轮分割器减速电机，所述水平旋转平台一和水平旋转平台二上均设有到位传感器，所述到位传感器的信号输出端、凸轮分割器减速电机的控制端均与上位机控制系统信号连接。

本实用新型的有益效果：立体货架式烘烤系统由每一个独立的移动干燥箱提供真空环境，抽真空的时间相应缩短，有效提升干燥效率；移动干燥箱加热装置的电缆接触位置在真空范围外，有效避免真空环境下真空尖端放电；可实现不间断运行，且运行平稳，密封性好，全程无人化操作，提高了烘烤质量，缩短了烘烤时间，降低了烘烤成本，从而有效保障了电池的质量。

附图说明

图1为本实用新型立体货架式烘烤系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型的移动干燥箱结构示意图；

图3为本实用新型的抽真空组件结构示意图；

图中：

移动干燥箱-5；箱体-51；顶盖-52；抓取把手-53；抽真空阀体-54；破真空阀体-55；压力检测装置-56；航空插-57；堆垛机-6；堆垛机巷道-61；烘烤位-13；立体货架式烘烤线一-14；立体货架式烘烤线二-15；水平旋转平台一-17；水平旋转平台二-18；抽真空组件-19；真空对接口-191；真空对接口固定板-192；第二升降气缸组件-193；波纹管-194；气动挡板阀-195；升降板-196；浮动接头-197；模具弹簧-198。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

结合图1-3，立体货架式烘烤系统包括两条设有若干烘烤位13的立体货架式烘烤线，立体货架式烘烤线一14和立体货架式烘烤线二15，还包括移动干燥箱5和实现移动干燥箱5传送的的堆垛机6以及上位机控制系统，所述移动干燥箱5包括上方开口的箱体51和用于密封箱体的顶盖52，所述移动干燥箱5的顶盖51上靠近箱体51的一侧设有密封垫圈或箱体51上靠近顶盖52的一侧设有密封垫圈，能够使得顶盖52密封移动干燥箱5，在抽真空完成后确保移动干燥箱5内的真空环境；所述箱体51内间隔设置若干加热板，相邻加热板之间形成电池的放置空间，所述箱体51上设置抽真空阀体54、破真空阀体55、压力检测装置56及航空插57，优选压力检测装置56为真空计；还包括电性连接加热板、抽真空阀体54、破真空阀体55、压力检测装置56的线路连接组件以及位于移动干燥箱5内的温度采集单元，所述线路连接组件包括位于移动干燥箱5底部的火线PCB板和零线PCB板，所述火线PCB板和零线PCB板均设有电性连接加热板、抽真空阀体、破真空阀体以及压力检测装置的数个接线端子，所述电性连接加热板的数个接线端子经过箱体51一侧的航空插57与箱体内部的加热板实现电路连接；所述移动干燥箱5的抽真空阀体54和破真空阀体55均为电磁挡板阀；所述温度采集单元的信号输出端以及抽真空阀体54、破真空阀体55的控制端均与上位机控制系统信号连接；堆垛机6上预留有网口，通过网口与上位机对接，进行循环搬运调度；所述堆垛机6在上位机控制系统的调度下依次将在上一系统完成电池上料的移动干燥箱5运至立体货架式烘烤线进行真空烘烤、再将烘烤完成的移动干燥箱5运至下一系统，如此重复。

所述每个烘烤位13均设有独立的到位传感器以及与移动干燥箱的抽真空阀体相对应的抽真空组件19，还包括与移动干燥箱的加热板、抽真空阀体54、压力检测装置的线路连接组件相对应的连接外部电源的第一通电连接组件20，所述第一通电连接组件20包括一排火线探针组件和一排零线探针组件，所述一排火线探针组件和一排零线探针组件上探针的排列与位于移动干燥箱5底部的火线PCB板和零线PCB板上电性连接加热板、抽真空阀体54以及压力检测装置56的数个接线端子的排列相适配。所述到位传感器的信号输出端以及抽真空组件19的控制端均与上位机控制系统信号连接；所述烘烤位13上的抽真空组件19包括真空对接口191、真空对接口固定板192、第二升降气缸组件193、波纹管194、气动挡板阀195、升降板196、浮动接头197、模具弹簧198，所述真空对接口191的一侧连通抽真空管道，所述第二升降气缸组件193的驱动轴连接真空对接口固定板192上部的升降板196以驱动真空对接口191上升和下降，在将移动干燥箱5放置烘烤位13时可实现抽真空阀体54与与真空对接口191密封连接，具体为所述气动挡板阀195的进气口通过波纹管194连通真空对接口191的抽真空管道，波纹管194可随着气缸的升降进行伸缩同时可以确保抽真空管道内的真空环境，所述浮动接头可自动调节受力和方向以减小运动误差，所述模具弹簧可使下部的真空对接口固定板192受到气缸的压力更均匀，所述气动挡板阀195的出气口连接真空泵；所述第二升降气缸组件193的控制端、气动挡板阀195的控制端均与上位机控制系统信号连接。

优选地，所述的顶盖52上表面设有至少一组抓取把手53，在上一系统和下一系统过程中电池上料和下料时，以便于取放移动干燥箱5的顶盖52。

优选地，所述移动干燥箱5底部设有若干定位孔，所述每个烘烤位上设有若干与定位孔相对应的定位销，便于实现堆垛机将移动干燥线准确放置烘烤位。

进一步地，所述抽真空组件19固定于立体货架式烘烤线的后部；两条立体货架式烘烤线分别为相对平行设置的立体货架式烘烤线一14和立体货架式烘烤线二15，所述堆垛机巷道61位于立体货架式烘烤线一14和立体货架式烘烤线二15之间，所述立体货架式烘烤线一14的前端和后端分别设置水平旋转平台一17和水平旋转平台二18；在由堆垛机6将移动干燥箱5运至立体货架式烘烤线一14之前，上位机调度堆垛机6先将移动干燥箱5运至水平旋转平台一17进行180度水平旋转，再将移动干燥箱5运至立体货架式烘烤线一14的烘烤位13，抽真空组件19的第二升降气缸组件193驱动真空对接口191下降使得移动干燥箱5上的抽真空阀体54与烘烤位13上的真空对接口191密封连接，抽真空阀体54为电磁挡板阀，电磁挡板阀、气动挡板阀195根据上位机发出的信号均自动开启实现对移动干燥箱5抽真空。

进一步地，所述水平旋转平台一17和水平旋转平台二18的驱动机构为凸轮分割器减速电机，所述水平旋转平台一17和水平旋转平台二18上均设有到位传感器，所述到位传感器的信号输出端、凸轮分割器减速电机的控制端均与上位机控制系统信号连接。到位传感器将测到移动干燥箱5的信号发送给上位机，由上位机发出相应的调度信号。

下面对电池烘烤过程进行描述：

上位机调度堆垛机将电池上料完成的移动干燥箱搬运至立体货架式烘烤系统空位；如放入立体货架式烘烤线一，堆垛机受上位机的控制先将移动干燥箱搬运至水平旋转平台一，旋转180°，使移动干燥箱的抽真空阀体朝向抽真空组件的真空对接口；如放入立体货架式烘烤线二，堆垛机受上位机的控制直接将移动干燥箱搬运至立体货架式烘烤系统空位。每个移动干燥箱、立体货架式烘烤系统的烘烤位均在上位机控制系统中记录有地址，以实现在线监测、检测、查询、调度。待烘烤完成后，相应烘烤位置把信息传递给上位机控制系统，上位机调度堆垛机至相应位置，取下移动干燥箱，移动至下一系统。

堆垛机搬运移动干燥箱，如移动干燥箱是从立体货架式烘烤线一取下，堆垛机先将移动干燥箱放在水平旋转平台二，进行旋转180°，然后托起移动干燥箱至下一系统。

全程实现自动化控制，在线监测、检测，实时控制。

立体货架式烘烤线上的烘烤位可上下扩展、左右扩展、前后即对面进行扩展，同时堆垛机巷道及高度相应进行调整。每六个烘烤位组成一组，受一台真空泵控制，每个烘烤位都独立进行控制，中间通过真空管道连接，相应位置有真空阻断阀、排气阀。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之。