鼓风干燥装置及采用其进行残留电解液去除的方法与流程

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种鼓风干燥装置及采用其进行残留电解液去除的方法。

背景技术：

在目前的圆柱锂离子电池生产的注液工序中，电解液的注入量和注液时间已经可以得到较为精确的控制，生产效率相对较高，但由于注液时电池经过真空加压，总会导致正极耳上及持液杯密封圈与锂离子电池滚槽位置的缝隙间残留部分电解液滴。而正极耳上残留的电解液会导致后续盖板激光焊接出现虚焊、脱焊的情况，因此通常需在注液工序后额外增加擦拭极耳的工序。虽然目前已有设备可以完成在激光焊接之前自动擦拭正极耳的工作，但是此部分工序通常需在理直极耳后进行，员工在理直极耳的过程中，残留电解液仍可能飞溅到皮肤甚至眼睛里而造成潜在伤害。此外，电池滚槽位置处残留的电解液虽然少量，但仍可能导致电池封口之后壳口生锈，目前主要的处理方式是人工擦拭，存在效率低下及效果不一致等问题；另外的一些解决方案是通过设计带有擦拭布料的旋转结构擦除残留电解液，考虑到旋转结构直径与圆柱电池直径之间的比例及正极耳的位置，实际操作中很容易刮蹭到正极耳而降低电池合格率；而且这些解决方案主要对电池垂直内壁进行擦拭，而对滚槽位置近水平内壁残留电解液的擦拭作用较小，整体去除电解液效果不是很理想。

因此，需要提供一种用于去除锂离子电池壳口与正极耳残留电解液的干燥装置和方法，替代传统手工擦拭壳口和正极耳两个单独的工序，有效去除残留电解液，减少生产工序时间，提高生产效率，同时延长产品使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于，提供一种鼓风干燥装置，替代传统手工擦拭壳口和正极耳两个单独的工序，有效去除残留电解液，减少生产工序时间，提高生产效率，同时延长产品使用寿命。

本发明的目的之二在于，提供一种去除残留电解液的方法，替代传统手工擦拭壳口和正极耳两个单独的工序，有效去除残留电解液，减少生产工序时间，提高生产效率，同时延长产品使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种鼓风干燥装置，用于去除电芯壳口处的残留电解液，包括用于承载电芯的电芯托盘、鼓风干燥托盘和加压鼓风装置；

鼓风干燥托盘定位有与电芯匹配的鼓风干燥单元，鼓风干燥托盘连接有与鼓风干燥单元匹配的加压鼓风装置及出气管路，加压鼓风装置连接进气管路；

鼓风干燥单元包括壳体、设于壳体内部的进气管、环设于进气管周沿的出气管以及固定设置于壳体的密封件；

鼓风干燥单元借由密封件与电芯形成密闭腔，进气管与加压鼓风装置相匹配并与进气管路连通，各鼓风干燥单元的出气管与出气管路连通。

与现有技术相比，由于本发明的鼓风干燥装置的鼓风干燥托盘定位有与电芯匹配的鼓风干燥单元，通过加压鼓风装置向鼓风干燥单元的进气管鼓风，鼓风干燥单元的出气管道与出气管路相连，管路设计线路简单且气流通畅。鼓风干燥单元借由密封件与电芯形成密闭腔，气密性良好，使得气流集中在电芯上方，有效替代传统手工擦拭去除电芯的残留电解液，大幅提高生产效率。本发明的鼓风干燥装置可单独使用或集成在自动注液机上，在电芯托盘不做变动的情况下，只需更换注液工序所用的持液杯托盘为本发明的鼓风干燥托盘便可进入干燥工序，节约设备成本。

较佳地，本发明的鼓风干燥装置的进气管的端部沿进气管的管壁的方向上设置有气流的导流出口，该导流出口沿进气管的管壁轴向开口并环绕进气管的管壁，与面法线成30～60度角，有利于气流在电芯上方形成涡流，加速残留电解液的挥发并由出气管排出，进而提高干燥效率。

较佳地，本发明的鼓风干燥装置的进气管的管口和出气管的管口呈网状结构，网状结构的网穴形状为六边形。网状结构有利于保证鼓风干燥单元进出气气体的流量及均匀性，从而提高干燥效率。

较佳地，本发明的加压鼓风装置与进气管路相连并与鼓风干燥单元的定位孔相匹配，用于防止气流外泄并保证气流可以同时均匀地进入鼓风干燥单元的进气管。

较佳地，本发明的鼓风干燥装置还包括气体监测装置、干燥器、储气罐、气体成分含量监测装置和计算机监测系统。

较佳地，本发明的气体监测装置设置于进气管路上，对气体流量、温度及流动时间参数进行监测，并向计算机监测系统提供反馈。

较佳地，本发明的干燥器设置于出气管路上，干燥器的一端与出气管路连通，干燥器的另一端与储气罐连通，储气罐用于储存经干燥器处理后的气体并供循环利用。

较佳地，气体成分含量监测装置设置于干燥器与储气罐之间，监测经干燥后的气体成分含量及干燥时间，并向计算机监测系统提供反馈。

较佳地，本发明的干燥器设置有多级干燥结构，干燥结构内设置有氯化钙、硫酸钙、分子筛和硅胶中的一种或多种干燥剂。本发明采用气流通过干燥器的方式收集从电芯表面蒸发的残留电解液，可定期更换多级干燥结构中的干燥剂，操作方便。

本发明还提供了一种采用上述鼓风干燥装置进行残留电解液去除的方法，包括以下步骤：

s1.将鼓风干燥托盘下压至承载有电芯的电芯托盘的上方，鼓风干燥单元正对电芯并通过密封件与电芯之间形成密闭腔；

s2.将加压鼓风装置下压在鼓风干燥托盘上，打开进气管路的调节阀，向鼓风干燥托盘通入气体，通过鼓风干燥装置的气体监测装置监测气流的温度、流量及流通时间；

s3.气流通过鼓风干燥托盘定位孔进入鼓风干燥单元的进气管向电芯鼓风，对残留于电芯的电解液进行干燥；

s4.携带电解液蒸汽的气流经过鼓风干燥单元的出气管和鼓风干燥托盘的出气管路到达干燥器；

s5.气流经过干燥器进行多级干燥并经过气体成分含量监测装置后进入储气罐，供循环利用；

s6.通过鼓风干燥装置的计算机监测系统记录并监测流量、温度、气体成分含量及时间参数，以实时对气流进行调控或对干燥器进行检查。

与现有技术相比，由本发明的去除残留电解液的方法，鼓风干燥托盘定位有与电芯匹配的鼓风干燥单元，气流由进气管路通过加压鼓风装置流入鼓风干燥单元，结合气体监测装置和计算机监测系统对气流的流速、温度及流通时间进行监测及调节。通过鼓风干燥单元向电芯循环鼓风，将锂离子电池注液工序后残留于电芯内壳口和正极耳的电解液去除，携带电解液的蒸汽气流经出气管路转移至干燥器中加以统一干燥处理并循环利用。本发明采用非接触循环鼓风的方式去除电芯注液后的残留电解液，替代传统手工擦拭壳口和正极耳两个单独的工序，一次对多个电芯同时进行干燥处理，减少了人工生产工序，大幅提高生产效率，同时减小封口电芯壳口生锈发生概率，从而明显降低产品不良率，延长产品使用寿命。

附图说明

图1为本发明的鼓风干燥装置的装配示意图。

图2为本发明的鼓风干燥托盘的结构示意图。

图3为本发明的鼓风干燥单元和电芯配合的使用状态示意图。

图4为本发明的鼓风干燥单元的仰视立体结构示意图。

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。以下结合圆柱锂离子电芯12为例进行说明。

结合图1-图4，本发明的鼓风干燥装置1，用于去除电芯12壳口122处的电解液，包括用于承载电芯12的电芯托盘11、鼓风干燥托盘13、加压鼓风装置15、干燥器3、计算机监测系统4、气体成分含量监测装置5、储气罐6和气体监测装置7。鼓风干燥托盘13定位有与电芯12匹配的鼓风干燥单元14，鼓风干燥单元14的进气管141与加压鼓风装置15相配合并与进气管路8连通，鼓风干燥单元14的各个出气管142与出气管路2连通。具体地，鼓风干燥托盘13的进气管路8上设有用于调节气体流量的调节阀(图中未示)。气体监测装置7设于进气管路8上监测数据，并向计算机监测系统4进行反馈。具体地，干燥器3设置于出气管路2上，并与储气罐6连通，储气罐6用于储存经干燥器3处理后的气体并供循环利用。干燥器3与储气罐6之间设有气体成分含量监测装置5，向计算机监测系统4反馈气体成分含量及时间数据。干燥器3内设置有多级干燥结构，干燥结构内设置有氯化钙、硅胶及分子筛等干燥剂，干燥剂可定期更换。

结合图1-图3，本发明的鼓风干燥托盘13为中空结构的四方体，鼓风干燥托盘13开设有多个用于定位鼓风干燥单元14的定位孔131，加压鼓风装置15为与鼓风干燥托盘13匹配的中空结构的四方体，并设有与鼓风干燥托盘13的定位孔131相配合的出气孔(图中未示)。鼓风干燥托盘13通过定位孔131与加压鼓风装置15的出气孔(图中未示)相配合并与进气管路8连通，各鼓风干燥单元14的出气管142与出气管路2连通。进气管路8的气流经加压鼓风装置15均匀分散于各定位孔131，然后进入各个鼓风干燥单元14的进气管141并对电芯12进行鼓风，携带电解液蒸汽的气流经各个鼓风干燥单元14的出气管142统一汇入至出气管路2，然后流入干燥器3进行处理，整个过程气流通畅，从而可以有效去除残留电解液。

结合图3和图4，鼓风干燥单元14包括壳体144、设于壳体144内部的进气管141和环设于进气管141周沿的出气管142，进气管141通过定位孔131与加压鼓风装置15的出气孔(图中未示)相配合，出气管142与出气管路2连通。鼓风干燥单元14还包括固定设置于壳体144的密封件143，鼓风干燥单元14借由密封件143与电芯12形成密闭腔。具体地，鼓风干燥单元14的进气管141端部管壁上设置有气流的导流出口1412，该导流出口1412沿进气管141的管壁轴向开口并环绕进气管141的管壁，与面法线成30～60度角。设置导流出口1412有利于气流在电芯12上方形成涡流，加速残留电解液的挥发并由出气管142排出，进而提高干燥效率。具体地，进气管141的管口和出气管142的管口呈网状结构，网状结构的网穴形状为六边形，但不以此为限，网穴形状还可根据实际生产需要进行设计为其它多边形，网状结构有利于保证鼓风干燥单元14进出气气体的流量及均匀性，从而提高干燥效率。具体地，鼓风干燥单元14按照10×10的阵列均匀地设置于鼓风干燥托盘13，但不以此为限，鼓风干燥单元14的数量及鼓风干燥托盘13的大小可以根据实际生产需要进行设计，在此不再详细描述。

结合图1-图4，采用上述鼓风干燥装置1去除圆柱电芯12壳口122与正极耳121残留电解液的方法，包括以下步骤：

s1.将鼓风干燥托盘13下压至承载有电芯12的电芯托盘11的上方，鼓风干燥单元14正对电芯12并通过密封件143与电芯12之间形成密闭腔；

s2.将加压鼓风装置15下压在鼓风干燥托盘13上，打开进气管路8的调节阀，向鼓风干燥托盘13通入惰性气体(如氮气)，通过气体监测装置7监测气流的温度、流量及流通时间；

s3.气流通过定位孔131进入鼓风干燥单元14的进气管141，经导流出口1412和进气管管口1411向电芯12鼓风，对残留于电芯12的壳口122和正极耳121的电解液进行干燥；

s4.携带电解液蒸汽的气流经过鼓风干燥单元14的出气管管口1421、出气管142和鼓风干燥托盘13的出气管路2到达干燥器3；

s5.气流经过干燥器3进行多级干燥，经气体成分含量监测装置5后进入储气罐6，并供循环利用；

s6.计算机监测系统4记录流量、温度、气体成分含量及时间参数，以实时对气流进行调控或对干燥器3进行检查。

综上所述，本发明的去除残留电解液的方法，鼓风干燥托盘13定位有与电芯12匹配的鼓风干燥单元14，气流由进气管路8通过加压鼓风装置15流入鼓风干燥单元14，结合气体监测装置7和计算机监测系统4对气流的流速、温度和流通时间进行调节。通过鼓风干燥单元14向电芯12循环鼓风，将锂离子电池注液工序后残留于电芯12内壳口122和正极耳121的电解液去除，携带电解液的蒸汽气流经出气管路2转移至干燥器3中加以统一干燥处理并循环利用。本发明采用非接触循环鼓风的方式去除电芯12注液后的残留电解液，替代传统手工擦拭壳口122和正极耳121两个单独的工序，一次对多个电芯12同时进行干燥处理，减少了人工生产工序，大幅提高生产效率，同时减小封口电芯12壳口122生锈发生概率，从而明显降低产品不良率，延长产品使用寿命。本发明的鼓风干燥装置1的鼓风干燥托盘13定位有与电芯12匹配的鼓风干燥单元14，通过加压鼓风装置15向鼓风干燥单元的进气管141鼓风，鼓风干燥单元14的出气管道142与出气管路2连通，管路设计线路简单且气流通畅，鼓风干燥单元14借由密封件143与电芯12形成密闭腔，气密性良好，使得气流集中在电芯12上方，有效替代传统手工擦拭去除电芯12的残留电解液，大幅提高生产效率。本发明的鼓风干燥装置1可单独使用或集成在自动注液机上，在电芯托盘11不做变动的情况下，只需更换注液工序所用的持液杯托盘为本发明的鼓风干燥托盘13便可进入干燥工序，节约设备成本。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。