一种组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统的制作方法

本发明涉及锂电池制造装备技术领域，尤其涉及一种组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统。

背景技术：

锂电池作为新能源产业的代表，广泛应用于新能源汽车、计算机、手机及消费电子产品等领域。锂电池内部的多孔结构，极易吸收水分，在使用过程中发热使水变成水蒸气后，体积剧烈膨胀，导致锂电池变形裂解，轻则电池报废，重则引发安全问题。因此锂电池生产过程中的干燥工序至关重要，干燥效果的不彻底将制约锂电池的使用寿命和安全性。

锂电池干燥主要有热辐射加热、热风加热和接触式加热几种加热方式，其中接触式加热干燥周期短，适合规模化生产。接触式加热干燥技术，利用真空泵等抽真空设备将密闭空间的气压下降到高真空度状态，并同时加热，物料内水分子在压力差和浓度差作用下扩散到物料表面，在加热作用下蒸发成水蒸气通过抽真空设备排出。

目前锂电池干燥工序通常在干燥房内进行，虽然干燥房控制空气湿度在较低值下，但仍产生较大水蒸气浓度差，锂电池半成品从干燥房取出移至传输线上后仍会吸收空气中水分，不能很好保持锂电池的干燥状态，导致锂电池性能降低。

现有锂电池干燥系统结构是固化的，若锂电池生产厂家要扩大产能，就需要购买更大的设备，或者是增加生产线数量；由于生产节拍的原因，会出现很多设备的重复或闲置，不能合理高效的分配生产设备，造成浪费，增加企业运行成本。

锂电池干燥环境湿度较低，人在该环境下会产生不适感，并且人工操作的偶然性会造成锂电池产品品质的不一致；锂电池干燥工艺中烘干与冷却周期很长，会耗费较大人力成本。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统，能够保持锂电池整个生产过程中的干燥状态，全自动化完成整个工序，节约人力成本的同时保证产品高质量以及品质的一致性，同时模块化可扩展的结构，提高设备利用率，节约运营成本。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统，包括手套箱、过渡仓、分拣机构、搬运机构和多组锂电池干燥组件；

在所述手套箱的右侧并排固定连接有两个过渡仓，在所述手套箱的左侧固定连接有锂电池干燥组件；

在所述手套箱的内部设置有自动传输线，所述自动传输线延伸至锂电池干燥组件内；所述分拣机构、搬运机构在所述手套箱和锂电池干燥组件内进行移动；

所述锂电池干燥组件包括第一密封箱体，在所述第一密封箱体的前后两侧分别设置有接触式真空烘箱和接触式冷却仓；多组所述锂电池干燥组件之间通过连接法兰进行固定连接。

作为本发明实施例的优选，所述手套箱包括第二密封箱体和设置在所述第二密封箱体下部的循环净化组件；所述循环净化组件包括循环风机和净化柱，所述循环风机与净化柱相连接；在所述净化柱内设有除水的净化材料。

作为本发明实施例的优选，所述过渡仓包括仓体，所述仓体与所述手套箱固定连接，所述过渡仓的外表面开设有抽补气接口，所述过渡仓上活动连接有自动门。

作为本发明实施例的优选，所述接触式真空烘箱包括烘箱体，所述烘箱体的内部设置有若干层加热板，所述烘箱体的下部设置有真空单元，所述烘箱体的一侧连接有烘箱自动门。

作为本发明实施例的优选，在所述烘箱体的侧壁设有保温层，所述烘箱体的上表面设有压力计接口，所述压力计接口处连接有绝对压力计。

作为本发明实施例的优选，所述加热板包括铝板、加热管、热电偶，所述加热管、热电偶与铝板铸造为一体。

作为本发明实施例的优选，所述接触式冷却仓包括冷却仓体，所述冷却仓体的内部设置有至少一组冷却板，所述冷却仓体的下表面滑动连接有冷却仓自动门。

作为本发明实施例的优选，所述冷却板包括铝板与冷却管，所述冷却管与所述铝板铸造为一体。

作为本发明实施例的优选，所述分拣机构为三坐标分拣机器人，所述搬运机构为四轴搬运机器人。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明所述的组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统，能够保持锂电池整个生产过程中的干燥状态，全自动化完成整个工序，节约人力成本的同时保证产品高质量以及品质的一致性，模块化可扩展的结构，提高设备利用率，节约运营成本。

(2)本发明所述的组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统，整个锂电池的干燥工序都在高纯氮气气氛的手套箱内进行，保证经过接触式真空烘箱烘干的锂电池在进入下一工序之前不会再吸收水蒸气，最终的锂电池成品会保持很低含水量，提高锂电池使用寿命及安全性。

(3)本发明所述的组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统，通过接触式加热提高干燥效率，加热过程中对烘箱多次抽真空补气，其中一次补气气源采用与水蒸气亲和度更好的二氧化碳，其余补氮气，提升干燥效果。

(4)本发明所述的组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统，将接触式真空烘箱、接触式冷却仓和密封箱体为一个锂电池干燥组件单元，整套系统可以根据产能的需要增加或减少锂电池干燥组件单元数量，整套系统模块化可扩展，提高设备利用率，节约运营成本。

附图说明

图1为本发明提出的组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统的平面布置图；

图2为本发明提出的组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统的正视图；

图3为本发明提出的组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统的接触式真空烘箱轴测图；

图4为本发明提出的组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统的接触式冷却仓轴测图。

图中：1手套箱、2过渡仓、3分拣机构、4搬运机构、5接触式真空烘箱、6接触式冷却仓、7自动传输线、8第一密封箱室、9第二密封箱体、10循环风机、11净化柱、12净化材料、13仓体、14抽补气接口、15自动门、16法兰、17烘箱体、18加热板、19烘箱自动门、20真空单元、21保温层、22绝对压力计、23压力计接口、24冷却仓体、25冷却板、26冷却仓自动门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-4所示，本发明实施例提供一种组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统，包括手套箱1、过渡仓2、分拣机构3、搬运机构4和多组锂电池干燥组件；在手套箱1的右侧并排固定连接有两个过渡仓2，在手套箱的左侧固定连接有锂电池干燥组件。其中，分拣机构3和搬运机构4可以在手套箱1和锂电池干燥组件内进行移动。在本实施例中，分拣机构3采用三坐标分拣机器人进行分拣，搬运机构4采用四轴搬运机器人进行搬运。三坐标分拣机器人和四轴搬运机器人设置在自动传输线7的一侧和/或两侧。在手套箱1的内部设置有自动传输线7，所述自动传输线7延伸至锂电池干燥组件内。锂电池干燥组件包括第一密封箱体8，在所述第一密封箱体8的前后两侧分别设置有接触式真空烘箱5和接触式冷却仓6。在本实施例中，多组锂电池干燥组件之间通过连接法兰16进行固定连接。三坐标分拣机器人，将物料从过渡仓2进入手套箱1的托盘上取到自动传输线7上，四轴搬运机器人实现将物料在自动传输线7、接触式真空烘箱5和接触式冷却仓6之间传递。

参见图1至2所示，在本实施例中，手套箱1包括第二密封箱体9和设置在第二密封箱体9下部的循环净化组件；其中，循环净化组件包括循环风机10和净化柱11，循环风机10与净化柱11相连接；在净化柱11内设有除水的净化材料12。在本实施例中，第二密封箱体9内的气体为高纯氮气，循环风机10、净化柱11与净化材料12共同组成循环净化系统，在循环风机10作用下，不断通过净化柱11，水蒸气不断被吸收，使第二密封箱体9内气氛的水含量保持在ppm级别。

参见图1至2所示，过渡仓2包括仓体13，仓体13与手套箱1固定连接，过渡仓2的外表面开设有抽补气接口14，过渡仓2的右侧活动连接有自动门15，物料通过过渡仓2进入手套箱1时，通过抽补气接口14对仓体13进行若干次抽补气，保证物料进出手套箱1时，手套箱1内气氛不会被外界气氛污染。在本实施例中，过渡仓2并排设置有两个，来自上一工序的待干燥的锂电池由其中一个过渡仓2进入手套箱1，三坐标分拣机器人3将锂电池置于自动传输线7上，托盘从另一个过渡仓2传出手套箱。

参见图1至2所示，锂电池干燥组件包括第一密封箱体8，在第一密封箱体8的前后两侧分别设置有接触式真空烘箱5和接触式冷却仓6。在本实施例，锂电池干燥组件中所指出的第一密封箱体8与手套箱2中所指出的第二密封箱体9的结构完全一样，只是在形状和大小上有所区别。其中，锂电池干燥组件中所指出的第一密封箱体8与手套箱2中所说的第二密封箱体9之间通过连接法兰16进行连接，且所有的密封箱体(包括第一密封箱体8和第二密封箱体9)之间连通，相邻两个密封箱体之间通过连接法兰16进行连接。在本实施例中，自动传输线7包括电机和传送带，通过自动传输线7可实现物料(半成品锂电池)在所述第一密封箱体8和第二密封箱体9内进行传输。

参见图3所示，接触式真空烘箱5包括烘箱体17，所述烘箱体17的内部设置有若干层加热板18，烘箱体17的下部设置有真空单元20，烘箱体17的一侧连接有烘箱自动门19。在烘箱体17的侧壁设有保温层21，在烘箱体17的上表面设有压力计接口23，所述压力计接口23处连接有绝对压力计22。其中，加热板18包括铝板、加热管、热电偶，所述加热管、热电偶与铝板铸造为一体。在本实施例中，将物料(半成品锂电池)置于加热板18上进行接触式加热，真空单元20为烘箱体17内进行抽真空，烘箱体17从手套箱1内进行补气。

参见图4所示，在本实施例中，接触式冷却仓6包括冷却仓体24，冷却仓体24的内部设置有至少一组冷却板25，冷却板25包括铝板与冷却管，冷却管与铝板铸造为一体，冷却仓体24的下表面滑动连接有冷却仓自动门26，物料置于冷却板25上接触式冷却。

本发明的工作过程为：该组合式可扩展全自动锂电池真空干燥系统，来自上一工序的待干燥的锂电池由过渡仓2进入手套箱1，三坐标分拣机器人3将锂电池置于自动传输线7上，托盘从另一过渡仓2传出手套箱1，四轴搬运机器人4将自动传输线7传递过来的锂电池置于接触式真空烘箱5，锂电池在接触式真空烘箱5干燥过程中，对接触式真空烘箱5进行多次抽补气，将锂电池内部溢出的水蒸气抽出接触式真空烘箱5，四轴搬运机器人4将烘干的锂电池置于接触式冷却仓冷6却一段时间，冷却后的锂电池由四轴搬运机器4人置于自动传输线上7，传输到下一工序。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。