一种用于圆柱形电池电芯的甩干及浸润的装置及方法与流程

本发明涉及电池领域，具体地涉及一种用于圆柱形电池电芯的甩干及浸润装置以及甩干及浸润方法。

背景技术：

锂浆料电池是一种低成本、长寿命、高安全、易回收的新型锂离子电池，由于锂浆料本身具有动态的接触导电网络，电极厚度可以达到传统锂离子电池的10-50倍，因此可以避免传统锂离子电池电极材料脱落或松动造成的电池容量下降和循环寿命衰减等问题。采用卷绕方式的圆柱形锂浆料电池可以大大简化电极片的处理工艺，具有明显的制造成本优势。

圆柱形锂浆料电池与圆柱形锂离子电池类似，其生产过程也需要将生产用溶剂完全干燥后才能注入电解液。但是，由于锂浆料电池的电极片比较厚并且圆柱形锂浆料电池的直径是传统圆柱形锂离子电池的直径的数倍，因此，一方面，在干燥过程中，卷绕后电芯内部的溶剂更难扩散到电芯的外表面，仅采用热风烘干来提升电芯外表面的溶剂的蒸发速度对加速电芯内部溶剂的扩散作用有限，并且在整个电芯的烘干过程中耗能较大；另一方面，在电池注液等液体浸润过程中，浸润液体通过毛细作用从卷绕电芯的内部和/或外侧逐渐渗透整个电芯，电芯完全浸润的时间较长，并且浸润的效果无法得到保障。

技术实现要素：

针对以上存在的问题，本发明提供一种用于圆柱形电池的电芯的甩干及浸润装置，该甩干及浸润装置设有集液筒、注入管和卷芯旋转装置。圆柱形电池的电芯置于集液筒内，电芯的卷芯与卷芯旋转装置的卷芯连接部连接，并且卷芯旋转装置的驱动连接部与电机的转轴直接或间接相连，注入管可以伸入至卷芯的中空部分中。当电机的转轴带动卷芯旋转装置的驱动连接部转动时，与驱动连接部一体的卷芯连接部随之转动，进而使得连接于卷芯连接部的卷芯带动整个电芯转动。在离心力的作用下，可以将电芯的卷绕部内的液体甩干或者将不断注入卷芯内的液体充分浸润整个电芯。另外，本发明还提供了一种圆柱形电池的电芯的甩干及浸润方法。利用本发明的甩干及浸润装置以及甩干及浸润方法，通过转动离心作用加速液体在电芯中自内向外的移动过程，结合电芯内外侧的热风烘干或溶剂注入，可以起到加速电芯烘干或加速电芯内液体浸润的作用。

本发明提供的技术方案如下：

根据本发明提供一种用于圆柱形电池的电芯的甩干及浸润装置。圆柱形电池的电芯包括内部中空且侧壁设有流通口的卷芯以及卷绕在卷芯上的多孔的卷绕部，卷绕部包括层叠设置的多孔正极材料层、多孔正极集流体、多孔隔离层、多孔负极集流体和多孔负极材料层。甩干及浸润装置包括：集液筒，该集液筒包括集液筒体和集液筒盖，集液筒体与集液筒盖以可拆卸的方式连接，在集液筒上设有注入口和排出口；注入管，该注入管能够从注入口伸入到置于集液筒中的电芯的卷芯的中空部分内从而向卷芯的中空部分注入气体或液体；卷芯旋转装置，该卷芯旋转装置设置于集液筒内并且卷芯旋转装置设有驱动连接部和卷芯连接部，卷芯旋转装置的驱动连接部与电机的转轴相连使得卷芯旋转装置能够随着电机的转轴转动，卷芯旋转装置的卷芯连接部能够与电芯的卷芯连接使得卷芯能够随着卷芯旋转装置转动。通过电芯的转动的离心作用能够将电芯的卷绕部内的液体甩出或者使得注入电芯的卷芯中的液体对电芯的卷绕部充分浸润。

多孔正极集流体可以为具有通孔结构的厚度为1μm～2000μm、优选为0.05μm～1000μm的电子导电层，多孔正极集流体的孔径可以为0.01μm～2000μm、优选为10μm～1000μm，通孔孔隙率可以为10％～90％。多孔正极集流体可以为导电金属层，导电金属层为金属网或金属丝编织网，网孔可以为方形、菱形、长方形或多边形等；或者，导电金属层为具有通孔结构的泡沫金属网；或者，导电金属层为多孔金属板或多孔金属箔，导电金属层的材料可以为不锈钢、铝或银等。或者，多孔正极集流体可以为碳纤维导电布、金属丝与有机纤维丝混合的导电布，金属丝的材料可以为铝、合金铝、不锈钢或银等，有机纤维丝可以包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、丙纶、聚乙烯及聚四氟乙烯等中的一种或几种。或者，多孔正极集流体为表面涂覆导电涂层或镀有金属薄膜的金属导电层、导电布、无机非金属材料、多孔有机材料等，导电涂层为导电剂与粘结剂的混合物或者导电涂层为导电剂、正极活性材料与粘结剂的混合物，混合的方式为粘接、喷涂、蒸镀或机械压合等，多孔有机材料包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、丙纶、聚乙烯及聚四氟乙烯等，无机非金属材料包括玻璃纤维无纺布、陶瓷纤维纸，导电剂为碳黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、无定形碳、金属导电颗粒和金属导电纤维等中的一种或几种，金属导电颗粒或者金属导电纤维的材料可以为铝、不锈钢或银等，粘结剂可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠和改性聚烯烃等中的一种或几种。或者，多孔正极集流体为上述任意两种或几种所组成的组合体。

多孔负极集流体可以为具有通孔结构的厚度为1μm～2000μm、优选为0.05μm～1000μm的电子导电层，多孔负极集流体的孔径可以为0.01μm～2000μm、优选为10μm～1000μm，通孔孔隙率可以为10％～90％。多孔负极集流体可以为导电金属层，导电金属层可以为金属网或金属丝编织网，网孔可以为方形、菱形、长方形或其他多边形等；或者，导电金属层可以为具有多孔结构的多孔泡沫金属层；或者，导电金属层可以为多孔金属板或多孔金属箔，导电金属层的材料可以为不锈钢、镍、钛、锡、铜、镀锡铜或镀镍铜等。或者，多孔负极集流体可以为碳纤维导电布、金属丝与有机纤维丝混合的导电布，金属丝的材料可以为不锈钢、镍、钛、锡、铜、镀锡铜或镀镍铜等；有机纤维丝包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、丙纶、聚乙烯及聚四氟乙烯中的一种或几种。或者，多孔负极集流体可以为表面涂覆导电涂层或镀有金属薄膜的金属导电层、导电布、无机非金属材料、多孔有机材料，导电涂层可以为导电剂与粘结剂或导电剂、负极活性材料与粘结剂的复合物，复合的方式可以为粘接、喷涂、蒸镀或机械压合等，多孔有机材料可以包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、丙纶、聚乙烯及聚四氟乙烯等，无机非金属材料可以包括玻璃纤维无纺布和陶瓷纤维纸等，导电薄膜的材料可以为不锈钢、镍、钛、锡、铜、镀锡铜或镀镍铜等，导电剂可以为碳黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、无定形碳、金属导电颗粒和金属导电纤维中的一种或几种，金属导电颗粒或者金属导电纤维的材料可以为不锈钢、镍、钛、锡、铜、镀锡铜或镀镍铜等，粘结剂可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠和改性聚烯烃中的一种或几种。或者，多孔负极集流体可以为上述任意两种或多种的组合。

多孔隔离层的材料可以为电子不导电的多孔聚合物材料；或者，多孔隔离层的材料可以为电子不导电的无机非金属材料与有机聚合物复合的多孔材料；或者，多孔隔离层的材料可以为电子不导电的聚合物基体、液体有机增塑剂和锂盐三部分复合构成的凝胶聚合物电解质复合材料；或者，多孔隔离层的材料可以为在电子不导电的多孔聚合物材料的孔隙内或在无机非金属材料与有机聚合物复合的多孔材料的孔隙内浸渍有离子导电的电解液或聚合物胶体材料，等等。

多孔电极材料层可以为干燥态或半干态的多孔的电极材料层，由于干燥态或半干态的电极活性导电颗粒之间存在空隙，因此形成了可供流体通过的多孔结构。例如，在锂浆料电池中，非粘接固定的正极活性导电颗粒和/或非粘接固定的负极活性导电颗粒的堆积孔隙率可大于5％并小于60％。在浸入电解液的情况下，非粘接固定的正极活性导电颗粒和/或非粘接固定的负极活性导电颗粒能够在电解液中移动并分别形成正极浆料和/或负极浆料。正极活性导电颗粒占正极浆料的质量比可以为10％～90％、优选地为15％～80％，负极活性导电颗粒占负极浆料的质量比可以为10％～90％、优选地为15％～80％。正极活性导电颗粒平均粒径可以为0.05μm～500μm，正极活性材料与导电剂的质量比可以为20～98：80～2；负极活性导电颗粒平均粒径可以为0.05μm～500μm，负极活性材料与导电剂的质量比可以为20～98：80～2。正极活性材料可以为磷酸铁锂、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、锂钒氧化物、钒氧化物、锂锰基氧化物(锂锰铬氧化物、锂锰钴氧化物、锂锰镍氧化物、锂锰铜氧化物)、v[lim]o4(m＝镍或钴)、多原子阴离子正极材料(vopo4、nasicon、硅酸盐类、钛酸盐类、硫酸盐类、硼酸盐类、r-li3fe2(po4)3、li3fev(po4)3、tinb(po4)3、lifenb(po4)3)、铁化合物、钼氧化物等。负极活性材料可以为碳基负极材料、氮化物、硅及硅化物、锡基氧化物、硒化物、合金类负极材料、钛氧化物、过渡族金属氧化物、磷化物或金属锂等，碳基负极材料可以包括石墨、中间相碳微球、石墨化碳纤维、无定型碳材料、软碳、硬碳、富勒烯、碳纳米管、碳钴复合物、碳锡复合物和碳硅复合物等中的一种或几种，合金类负极材料可以包括锡基合金、硅基合金、锑基合金、锗基合金、铝基合金、铅基合金等中的一种或几种，过渡族金属氧化物可以包括钴氧化物、镍氧化物、铜氧化物、铁氧化物、铬氧化物和锰氧化物等中的一种或几种。导电剂可以为碳黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、无定形碳、金属导电颗粒和金属导电纤维中的一种或几种。金属导电颗粒或者纤维的材料可为铝、不锈钢或银等。

甩干及浸润装置的集液筒可以由耐电解液的材料制成，例如不锈钢、铝、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、环氧树脂、不饱和聚酯、复合纤维板等。集液筒盖可以位于集液筒体的端部，或者集液筒盖和集液筒体可以自集液筒的中部部分分开，或者集液筒盖可以位于集液筒体的侧壁，集液筒盖和集液筒体可以以螺钉连接、卡扣连接等可拆卸的方式连接，从而便于将电芯置于集液筒内以及将电芯从集液筒中取出。优选地，集液筒的注入口的位置与置于集液筒中的电芯的卷芯的中空部分的位置相对应，从而使得注入管可以经由注入口竖直伸入到卷芯的中空部分中。注入管可以为柔性管或刚性管，注入管的一端可伸入卷芯的中空部分中，注入管的另一端可与液体储存装置、气体储存装置等相连。优选地，集液筒的底面可以为倾斜面、曲面或凸面等，排出口可以设置在底面的最低处，从而可以有助于液体快速、充分地排出。

卷芯旋转装置可以由耐电解液的材料制成，例如不锈钢、铝、聚四氟乙烯聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂不饱和聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、三元乙丙橡胶、氟橡胶、复合纤维板等。卷芯旋转装置可以一体成型或者可以由不同的部件组装而成，卷芯旋转装置的驱动连接部随着电机的转轴转动，进而带动卷芯旋转装置的卷芯连接部一起转动。驱动连接部的中心轴线与卷芯连接部的中心轴线重合，卷芯连接部的中心轴线与电芯的卷芯的中心轴线重合，从而使得电芯可以围绕卷芯的中心轴线——即，电芯的中心轴线——进行转动。

根据本发明的一实施方式，卷芯旋转装置为至少一端中空的连接筒，其中，驱动连接部位于连接筒的一端，电机的转轴能够插入驱动连接部中并通过螺纹连接、粘接、过盈配合或卡接的方式进行连接固定；卷芯连接部位于连接筒的另一端，电芯的卷芯能够插入卷芯连接部中或者卷芯连接部能够插入电芯的卷芯中并通过螺纹连接、过盈配合或卡接的方式进行连接。也就是说，连接筒的其中一端是中空的，该端部可以套在电机的转轴上进行固定连接，该端部的尺寸和形状与电机的转轴的尺寸和形状相匹配；连接筒的另一端可以是中空的或者是实心柱体，当该端部中空时该端部可以套在电芯的卷芯上进行连接，当该端部为实心柱体时该端部可以插入卷芯的中空部分中进行连接，该端部的尺寸和形状与电芯的卷芯的尺寸和形状相匹配。因此，连接筒的两个端部的尺寸可以不同，两个端部的形状也可以不同。当连接筒的两个端部为中空结构时，连接筒的中部可以为实心结构，从而可以提高连接筒的强度。

根据本发明的另一实施方式，卷芯旋转装置设有优选为圆盘状的盘状主体，驱动连接部位于主体的一侧并且卷芯连接部位于主体的另一侧，其中，驱动连接部可以为筒状，电机的转轴能够插入驱动连接部中并通过螺纹连接、粘接、过盈配合或卡接的方式进行连接固定；卷芯连接部可以为筒状、卷芯连接部可以为柱状或者卷芯连接部可以为能够移动的卡具(或夹具)，电芯的卷芯能够插入卷芯连接部中或者卷芯连接部能够插入电芯的卷芯中并通过螺纹连接、过盈配合、夹紧或卡接的方式进行连接。通过在卷芯旋转装置上设置圆盘状的主体，可以提高卷芯旋转装置的结构强度，另外，可以便于在圆盘状的主体上设置较为复杂的卡具以及其他部件等。能够移动的卡具(即可调整的夹具)夹紧机构可以为斜楔、螺纹、圆偏心等夹紧机构。在圆盘状的主体上例如还可以设置支撑部，支撑部与卷芯连接部位于圆盘状的主体的同一侧，支撑部为环状、条状或块状，支撑部用于对连接于卷芯旋转装置的电芯的卷绕部进行支撑，从而防止在电芯转动过程中电芯的卷绕部与电芯的卷芯之间发生轴向移动。换句话说，在主体的设有卷芯连接部的一侧上设置支撑部，当卷芯连接部与卷芯连接时，支撑部起到对电芯的卷绕部进行支撑的作用。支撑部可以与圆盘状的主体一体成型，或者支撑部可以固定连接于圆盘状的主体。

根据本发明，电机的转轴可以通过直接插入卷芯旋转装置的筒状的驱动连接部来带动一个卷芯旋转装置转动，另外，电机的转轴还可以通过传动机构来带动一个卷芯旋转装置转动或同时带动多个卷芯旋转装置转动。传动机构可以为齿轮传动机构或皮带传动机构等，相应地，驱动连接部可以为齿轮或皮带轮等。在电机同时驱动多个卷芯旋转装置的情况下，多个卷芯装置可以同时设置于一个集液筒中，优选地，集液筒可以为设有隔板的多格结构。

甩干及浸润装置还可包括限位装置，限位装置设置于集液筒上，限位装置与卷芯旋转装置分别设置于集液筒的两端，其中，限位装置包括轴承、轴承座和中空限位筒，轴承通过轴承座固定连接于集液筒，中空限位筒的外壁与轴承的内壁紧密配合，中空限位筒的一端能够套于电芯的卷芯上或者能够插入电芯的卷芯内，从而在电芯转动时能够限制电芯沿电芯的径向和/或轴向发生位移。具体地讲，当电芯的卷芯的一端通过卷芯连接部固定时，为了防止卷芯的另一端在电芯转动时发生晃动，因此设置限位装置。限位装置和卷芯旋转装置分别设置在集液筒的两端，从而可以从电芯的两端对电芯的卷芯部进行保持和限位。限位装置的轴承座可以以粘接、螺纹连接等方式固定在集液筒上，或者轴承座可以与集液筒一体成型。轴承固定于轴承座内，轴承的内壁与中空限位筒的外壁固定在一起，这样，当电芯转动时，中空限位筒可以随着电芯一起转动，避免了固定的中空限位筒所造成的磨损和能耗。限位装置的中空限位筒的中空部分可以允许注入管插入，中空限位筒的一端可以插入卷芯的中空部分中或者可以套于卷芯的外壁，用以限制电芯沿电芯的径向移动。优选地，中空限位筒的外壁为台阶柱结构或内壁为台阶孔结构，或者中空限位筒的外壁或内部上设有突起部，台阶状结构和突起部均起到轴向限位的作用，从而在限制电芯沿电芯径向移动的同时可以限制电芯沿电芯轴向移动。

甩干及浸润装置还包括保持筒，保持筒设有圆筒形的侧壁并且在侧壁上设有通孔或沟槽，电芯能够置于保持筒中，从而在电芯的旋转过程中能够保持电芯的形状。保持筒的侧壁上的通孔或沟槽可以允许电芯内的流体排出。保持筒的材料可以为耐电解液的柔性材料或刚性材料，例如，保持筒的材料可以为不锈钢、铝、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、复合纤维板、聚对苯二甲酸乙二醇酯、三元乙丙橡胶、氟橡胶、丙纶涤纶无纺布等。当保持筒的材料为柔性材料时，可以将长条状的材料包覆于电芯的外侧形成筒状，当保持筒的材料为刚性材料时，保持筒的内径大致等于电芯的卷绕部的外径。当保持筒的材料为刚性材料时，保持筒可以仅包括侧壁或者可以包括侧壁和一个端面。优选地，保持筒与卷芯或者保持筒与卷芯旋转装置相对固定，使得保持筒可以连同电芯一起转动。例如，在保持筒的端面上设有沟槽或通孔，在卷芯或卷芯旋转装置上设有相应的突起部，使得突起部可以插入到沟槽或通孔中，从而使得保持筒随着卷芯或卷芯旋转装置一起转动。

根据本发明还提供了一种圆柱形电池的电芯的甩干及浸润方法，该甩干及浸润方法包括液体甩干步骤和液体浸润步骤，液体甩干步骤和/或所述液体浸润步骤利用上述的甩干及浸润装置进行操作。也就是说，利用上述的甩干及浸润装置，可以实现电芯的甩干和/或电芯的浸润。在进行电芯的甩干和浸润之前，甩干及浸润装置的卷芯旋转装置的驱动连接部已经与例如电机的驱动装置相连，因此在进行电芯甩干和浸润时，仅需将甩干及浸润装置的卷芯旋转装置的卷芯连接部与电芯的卷芯相连即可。在电芯的甩干过程中，可以仅利用离心力作用将电芯中的液体甩出，然后再取出电芯以便在烘干装置中同时对多个电芯同时进行烘干，这样可以大大减少烘干时间并且降低烘干过程中的能耗；另外，在电芯的甩干过程中，可以同时向电芯的卷芯的中空部分中注入加热的气体，从而在甩干及浸润装置中便可以简便、快速地完成电芯的烘干。在电芯的浸润过程中，浸润的液体可以是电解液、清洗液等，液体注入电芯的卷芯的中空部分中并在离心力的作用下从卷芯沿径向向外扩散，从而实现电芯的电解液浸润或者电芯的清洗。

在上述液体甩干步骤中：将电芯置于甩干及浸润装置的集液筒内，将电芯的卷芯连接于卷芯旋转装置的卷芯连接部并将集液筒的排出口打开，通过电机的转动使得转轴、卷芯旋转装置和电芯转动，从而使得电芯的卷绕部内的液体在离心力的作用下甩出并从排出口排出；或者，将电芯置于甩干及浸润装置的集液筒内，将电芯的卷芯连接于卷芯旋转装置的卷芯连接部、将集液筒的排出口打开、并将注入管经由集液筒的注入口插入卷芯的中空部分中，通过电机的转动使得转轴、卷芯旋转装置和电芯转动并且通过注入管向卷芯的中空部分注入加热的气体，从而使得电芯的卷绕部内的液体和加热的气体在离心力的作用下甩出并从排出口排出。其中，卷芯旋转装置的转速可以为10²～10⁴rpm，加热气体的温度可以为40～120℃。气体可以为氮气、空气、阻燃气体(例如六氟化硫)和惰性气体(氦、氖、氩、氪、氙)中的一种或几种混合。

在上述液体浸润步骤中：将注入管经由集液筒的注入口插入卷芯的中空部分中，通过注入管向卷芯中注入液体，同时通过电机的转动使得转轴、卷芯旋转装置和电芯转动，从而使得注入卷芯的液体在离心力的作用下充分浸润电芯的卷绕部。液体可以为电解液或清洗液等。清洗液可以为碳酸酯类、羧酸酯类、醚类、腈类、有机酸碱类等，例如清洗液为乙烯碳酸酯、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、乙腈、羧基乙酸、三乙胺等。

需要指出，本发明中的上、下、左、右、顶部、底部等方位词仅是为了使得表述更加清楚，而不起到任何限制的作用。

本发明的优势在于：

1)本发明的甩干及浸润装置利用卷绕式锂浆料电池的多孔结构，一方面，通过电芯转动的离心作用将电芯的卷绕部内的溶剂甩出，配合电芯卷芯内部与电芯外侧通入的热风进行烘干，电芯转动会加快溶剂在电芯外表面的气化过程，起到加速干燥的作用；另一方面，可向电芯卷芯内注入电解液，通过电芯转动的离心作用使得电解液加速从卷芯内部向电芯的卷绕部外表面移动，起到加速浸润的作用。

2)本发明的甩干及浸润装置可将电芯整体进行甩干和浸润，因而省去了将卷绕部从电芯中拆分与组装的过程，有利于提高生产效率。

3)本发明可以使电芯卷绕部在离心作用下周向受力均匀一致，因此不会出现转动过程中电芯的不规则变形与电极片厚度不均的现象。

4)本发明的甩干及浸润装置结构紧凑、集成度高、占地面积小，本发明的甩干及浸润方法灵活可控，因此，本发明的装置和方法易于在批量化生产中使用。

附图说明

图1为根据本发明一实施方式的甩干及浸润装置的截面示意图；

图2为根据本发明另一实施方式的甩干及浸润装置的截面示意图；

图3为根据本发明又一实施方式的甩干及浸润装置的立体示意图；

图4为根据本发明一实施方式的甩干及浸润装置的卷芯旋转装置与卷芯、转轴的连接示意图；

图5(a)和5(b)为根据本发明另一实施方式的甩干及浸润装置的卷芯旋转装置与卷芯、转轴的连接示意图，其中，图5(a)为组装图，图5(b)为分解图；

图6(a)和6(b)为根据本发明又一实施方式的甩干及浸润装置的卷芯旋转装置与卷芯、转轴的连接示意图，其中，图6(a)为组装图，图6(b)为分解图；

图7(a)和7(b)为根据本发明一实施方式的甩干及浸润装置的限位装置的立体示意图和截面示意图；

图8(a)和8(b)为根据本发明另一实施方式的甩干及浸润装置的限位装置的立体示意图和截面示意图。

附图标记列表

1——集液筒

101——排出口

102——注入口

2——卷芯旋转装置

201——卷芯连接部

201a——活动卡爪

201b——肋条

202——驱动连接部

202a——紧固螺钉

202b——皮带轮

203——主体

3——注入管

4——保持筒

5——限位装置

501——轴承

502——轴承座

502a——轴承上固定件

502b——轴承下固定件

502c——轴承座固定件

502d——块状体

503——中空限位筒

503a——固定部

503b——限位部

6——支撑部

701——皮带轮

702——皮带

8——电芯

801——卷芯

802——卷绕部

9——转轴

10——旋转密封件

具体实施方式

下面将结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。

图1为根据本发明一实施方式的甩干及浸润装置的截面示意图。在图1所示的实施方式中，甩干及浸润装置包括：集液筒1、卷芯旋转装置2、注入管3和保持筒4。集液筒1包括集液筒体和集液筒盖，在集液筒体的倾斜底面的最低处设有排出口101，在集液筒盖的中心位置设有注入口102。集液筒体为圆筒形，集液筒盖位于集液筒体的上端部，集液筒盖以螺纹连接的方式连接于集液筒体。保持筒4为刚性的圆筒，保持筒4包括上端面和具有通孔的侧壁，保持筒4的内径与电芯8的外径大致相同。在保持筒4的上端面上设有两个半圆形的沟槽，通过在卷芯801的上端部切出两个轴向的切口将卷芯801的上端部分成两个半圆形部分，卷芯801上端部的两个半圆形的部分可以插入到保持筒4上端面的两个半圆形沟槽中，从而保持筒4在保持卷芯形状的同时可以通过卷芯801来带动保持筒4一起转动。卷芯旋转装置2设置于集液筒1内的靠近集液筒1的底部的位置，卷芯旋转装置2包括卷芯连接部201和驱动连接部202，卷芯连接部201以可拆卸的方式连接于电芯的卷芯801的下端部，驱动连接部202固定连接于电机的转轴9，转轴9与集液筒体的底面之间通过旋转密封件10密封。电机的转轴9的中心轴线、驱动连接部202的中心轴线、卷芯连接部201的中心轴线与电芯8的中心轴线相重合。注入管3的一端经由注入口102伸入到卷芯801的中空部分中，注入管3与注入口102之间通过密封圈密封，注入管3的另一端连接于液体储存装置和气体储存装置。

以电芯的甩干过程为例，首先，将集液筒盖从集液筒体取下，将电极材料层中含有较高水分的电芯8(例如，电极材料层固含量为50％)先置于保持筒4内并相对固定，随后将包覆保持筒4的电芯8置于集液筒1内，电芯的卷芯801的下端部连接于卷芯旋转装置的卷芯连接部201；然后，将注入管3经由注入口102伸入到卷芯801的中空部分中，将集液筒盖连接于集液筒体；接下来，启动电机，使得电机的转轴9带动驱动连接部202、卷芯连接部201转动并进而带动电芯8转动，在电芯8转动的同时利用注入管3向卷芯801的中空部分注入加热的气体，从电芯8甩出的水分和气体经由打开的排出口101排出；最后，在电芯8甩干后停止电机的转动，将集液筒盖从集液筒体取下，将注入管3从卷芯801的中空部分移走，将电芯8从集液筒1内取出并将电芯8从保持筒4内取出。

图2为根据本发明另一实施方式的甩干及浸润装置的截面示意图。在图2所示的实施方式中，甩干及浸润装置包括：集液筒1、卷芯旋转装置2、注入管3、保持筒4和限位装置5。集液筒1包括集液筒体和集液筒盖，在集液筒体的凸面型底面的最低处设有排出口101，在集液筒盖的中心位置设有注入口102。集液筒体为圆筒形，集液筒盖位于集液筒体的上端部，集液筒盖以卡扣连接的方式连接于集液筒体。卷芯旋转装置2设置于集液筒1内的靠近集液筒1的底部的位置，卷芯旋转装置2包括卷芯连接部201和驱动连接部202，卷芯连接部201以可拆卸的方式连接于电芯的卷芯801的下端部，驱动连接部202固定连接于电机的转轴9。电机的转轴9的中心轴线、驱动连接部202的中心轴线、卷芯连接部201的中心轴线与电芯8的中心轴线相重合。保持筒4为刚性的圆筒，保持筒4包括下端面和具有沟槽的侧壁，保持筒4的内径与电芯8的外径大致相同。在保持筒4的下端面上设有多个通孔，在卷芯旋转装置2上设有多个突起部，多个突起部可以分别插入多个通孔中，从而通过卷芯旋转装置2可以带动保持筒4一起转动。限位装置5包括轴承501、轴承座502和中空限位筒503，轴承501通过轴承座502固定连接于集液筒盖，中空限位筒503的外壁与轴承501的内壁紧密配合使得中空限位筒503的中空部分与注入口102流体连通，中空限位筒503的下端能够套于电芯的卷芯801上用以防止电芯8沿电芯径向x和电芯轴向y移动。注入管3的一端经由中空限位筒503的中空部分伸入到卷芯801的中空部分中，注入管3的另一端连接于液体储存装置和气体储存装置。

以电芯的电解液浸润过程为例，首先，将装有限位装置5的集液筒盖从集液筒体取下，将需浸润电解液的电芯8先置于保持筒4内，随后将包覆保持筒4的电芯8置于集液筒1内，电芯的卷芯801的下端部连接于卷芯旋转装置的卷芯连接部201并且卷芯旋转装置的多个突起部分别插入保持筒4下端面的多个通孔中；然后，将注入管3经由中空限位筒503的中空部分伸入到卷芯801的中空部分中，将集液筒盖连接于集液筒体；接下来，启动电机，使得电机的转轴9带动驱动连接部202、卷芯连接部201转动并进而带动电芯8转动，在电芯8转动的同时利用注入管3向卷芯801的中空部分注入电解液；最后，在电芯浸润后停止电机的转动，将集液筒盖从集液筒体取下，将注入管3从卷芯801的中空部分移走，将浸润的电芯8从集液筒1内取出并将电芯8从保持筒4内取出。

图3为根据本发明又一实施方式的甩干及浸润装置的立体示意图。在图3所示的实施方式中，主要示出了通过电机的转轴9带动传动机构从而同时带动多个电芯8转动的情况，在图中省略了集液筒和注入管。如图中的实施方式所示，传动机构为固定连接于电机的转轴9的多个皮带轮701以及与多个皮带轮相对应的多条皮带702，卷芯旋转装置的驱动连接部为皮带轮202b，传动机构的皮带702将传动机构的皮带轮701与卷芯旋转装置的皮带轮202b进行连接，卷芯旋转装置的卷芯连接部以套接或插接的方式连接于电芯8的卷芯。当电机的转轴9旋转时，固定于转轴上的多个皮带轮701带动多个卷芯旋转装置的皮带轮202b转动，从而可以通过传动机构同时带动多个电芯8进行转动。

图4为根据本发明一实施方式的甩干及浸润装置的卷芯旋转装置与卷芯、转轴的连接示意图。在图4所示的实施方式中，卷芯旋转装置2包括圆盘状的主体203、位于主体203上侧的卷芯连接部以及位于主体203下侧的驱动连接部202。卷芯连接部为手动的三爪卡盘，通过卡盘的齿轮传动机构控制三个活动卡爪201a沿主体203的径向移动，从而实现卷芯801的固定。驱动连接部202为筒状，在筒的侧壁上设有可沿筒的径向移动的紧固螺钉202a，当电机的转轴9插入筒内时将紧固螺钉202a进行紧固，从而将驱动连接部202与电机的转轴9固定连接。

图5(a)和5(b)为根据本发明另一实施方式的甩干及浸润装置的卷芯旋转装置与卷芯、转轴的连接示意图，其中，图5(a)为组装图，图5(b)为分解图。在图5(a)和5(b)所示的实施方式中，卷芯旋转装置2为连接筒，卷芯连接部201位于连接筒的上端，驱动连接部202位于连接筒的下端。卷芯连接部201为实心圆柱，在圆柱的侧壁上设有两个肋条201b，同时在卷芯801的下端部设有两个沟槽，两个肋条201b可以插入两个沟槽中从而实现卷芯801与卷芯连接部201的卡接固定。驱动连接部202为圆筒，圆筒202的内径尺寸设置成使得电机的转轴9能够插入圆筒中形成过盈配合，从而使得电机的转轴9可以与圆筒固定连接。

图6(a)和6(b)为根据本发明又一实施方式的甩干及浸润装置的卷芯旋转装置与卷芯、转轴的连接示意图，其中，图6(a)为组装图，图6(b)为分解图。在图6(a)和6(b)所示的实施方式中，卷芯旋转装置2包括圆盘状的主体203、位于主体203上侧的支撑部6、位于主体203上侧的卷芯连接部201以及位于主体203下侧的驱动连接部202。卷芯连接部201为设有内螺纹的圆筒，同时卷芯801的下端部设有外螺纹，使得卷芯801的下端部可以旋入圆筒中进行螺纹连接。支撑部6为围绕卷芯连接部201设置的圆环体，圆环体的高度设置成使得当卷芯801旋入卷芯连接部201时卷绕部802正好置于支撑部6上。驱动连接部202为圆筒，圆筒的内径与电机的转轴9的外径大致相同，通过胶粘的方式将插入圆筒中的转轴9与圆筒固定连接。

图7(a)和7(b)为根据本发明一实施方式的甩干及浸润装置的限位装置的立体示意图和截面示意图。限位装置包括轴承、轴承座和中空限位筒。在图7(a)和7(b)所示的实施方式中，轴承座包括轴承上固定件502a、轴承下固定件502b和轴承座固定件502c。轴承上固定件502a的外壁设有外螺纹并且中心设有通孔。轴承下固定件502b呈台阶柱状并且内部设有台阶孔，台阶柱中的较小的圆柱可以插入集液筒的注入口102中并通过轴承座固定件502c从集液筒1的内侧进行固定，从而将轴承座固定于集液筒1。轴承501可以置入台阶孔中的较大的通孔中并且该通孔的靠近通孔上端的内壁可设有内螺纹，通过将设有外螺纹的轴承上固定件502a与通孔的内螺纹进行螺纹连接可以实现轴承501的固定。中空限位筒包括固定部503a和限位部503b，固定部503a为具有较小内径和外径的圆筒，固定部503a的外壁可以与轴承501的内壁过盈配合从而将中空限位筒与轴承501固定连接。限位部503b为具有较大内径和外径的圆筒，限位部503b可以套接于卷芯上，从而避免卷芯沿电芯轴向和电芯径向移动。

图8(a)和8(b)为根据本发明另一实施方式的甩干及浸润装置的限位装置的立体示意图和截面示意图。限位装置包括轴承、轴承座和中空限位筒。在图8(a)和8(b)所示的实施方式中，轴承座为设有通孔的块状体502d，在块状体502d的通孔与集液筒的注入口102的位置相对应的情况下，块状体502d可以通过螺钉紧固的方式连接于集液筒1。块状体502d为分体结构，可将轴承501卡在块状体502d中，从而将轴承501固定于轴承座。中空限位筒503包括固定部503a和限位部503b，固定部503a为具有较大外径的圆筒，固定部503a的外壁可以与轴承的内壁过盈配合从而将中空限位筒与轴承501固定连接。限位部503b为具有较小外径的圆筒，限位部503b可以插入卷芯的中空部分内，从而避免卷芯沿电芯轴向和电芯径向移动。

本发明具体实施例并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。