一种电池真空干燥箱的制作方法

本发明涉及一种电池真空干燥箱。

背景技术：

随着常规能源资源的日益枯竭以及大量利用化石能源带来的一系列环境问题，还有电子产品的快速发展，锂电池行业拥有广袤的发展空间。目前，锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、路灯备用电源、航灯、家用小电器上，而且正在开发的大容量锂电池已经在电动汽车中开始试用，预计将成为21世纪电动汽车的的主要动力来源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。随着能源的紧缺和世界的环保方面的压力，锂电现在被广泛应用于电动车行业，特别是磷酸铁锂材料电池的出现，更推动了锂电池产业的发展和应用。因此现在对锂电池的生产质量要求越来越高，而锂电池的干燥工艺是锂电池生产过程中不可缺失的一环，如何提高锂电池的干燥质量就是一项值得研究的课题。

目前，锂电池的干燥方式主要有热辐射加热、热风加热和接触式加热几种，相比于热辐射加热和热风加热，接触式加热的加热均匀性好，烘烤周期短，耗能小，目前已成为锂电池行业的主流烘干工艺。传统的锂电池接触式加热是在空气中进行的，空气中加热板热辐射严重，导致温度均匀性不高，同一加热面温度差别超过5摄氏度，导致电池干燥效果区别比较大，质量无法保证。

技术实现要素：

本发明的内容在于提供一种电池真空干燥箱，为电芯干燥提供真空环境，在恒温、真空状态下，使电芯内的水分快速气化溢出，以达到控制电芯水含量的目的。

本发明所述的一种电池真空干燥箱，其特征在于，包括：

外箱体组件，设有若干个安装腔，每个安装腔内配装一套真空腔圆筒装配组件，并保持真空腔圆筒装配组件的电池取放口位于安装腔的同一侧；

真空腔圆筒装配组件，包括筒体、筒内支撑装置以及后盖密封法兰，筒体沿轴向水平安装在安装腔内，筒体前、后两端贯通，且前、后端各配装一可与筒体匹配的筒体端部支撑件；其中后端的筒体端部支撑件外端面密封盖装后盖密封法兰，前端筒体端部支撑件上设有用于取放电池的电池取放口，所述筒体上设有用于抽真空的抽气口，并在抽气口处配装用于与外界真空泵相连通的连通管，且连通管上设有用于控制连通管通断以及气体流速的真空阀；所述筒体内水平架装筒内支撑装置，用于安装用于放置电池的托盘，筒体内安装加热装置，用于对电池加热干燥的加热装置；前盖门机构，包括圆筒密封前门和前门驱动装置，所述前门驱动装置的固定端安装在外箱体组件的安装腔上，前门驱动装置的活动端与圆筒密封前门铰接，圆筒密封前门在前门驱动装置的驱动下密封盖合在筒体的电池取放口处，使得圆筒密封前门、筒体以及后盖密封法兰组成一可供电池真空干燥的密封腔；

以及控制器，设置在筒体上，其信号输入端与嵌装在筒体外壁上的人机交互界面电连接，信号输出端与加热装置、前门驱动装置以及真空阀控制端电连接，用于控制加热装置、前门驱动装置以及真空阀工作。

所述外箱体组件包括外箱体机架、外箱体侧安装板以及脚杯，所述外箱体机架上设有若干个用于支撑真空腔圆筒装配组件的安装腔；外箱体机架两侧各安装一块箱体侧安装板，用于固定前盖门机构；所述脚杯与外箱体机架的底部螺接，用于调整安装腔高度和水平度。

所述筒体内壁沿轴向设有用于支撑并防止筒体真空环境下变形的铝支撑架，所述铝支撑架包括固定连杆和支撑环，所述固定连杆沿筒体轴向设置；支撑环沿筒体径向排布，并通过固定连杆连接，支撑环外壁与筒体内壁贴紧，用于支撑并防止筒体真空环境下变形。

所述筒内支撑装置包括支撑架安装板和筒内安装架，所述支撑架安装板水平固装在筒体内腔，形成一用于固装筒内安装架的水平面；所述筒内安装架固装在支撑架安装板上，用于放置待加热干燥的电池或电池托盘。

所述前门驱动装置包括气缸连杆、气缸安装板、推动气缸以及锁紧气缸，所述气缸安装板通过滑动组件与外箱体侧安装板内壁滑动连接，所述锁紧气缸固装在外箱体侧安装板内壁，并且所述锁紧气缸的活动端运动轨迹为沿筒体轴向设置的直线，其活动端与所述气缸安装板固接，用于驱动气缸安装板沿真空腔圆筒装配组件轴向直线往复移动；所述推动气缸固装在气缸安装板上；所述气缸连杆第一端与圆筒密封前门铰接，第二端部铰接在同侧的气缸安装板内壁，并且第二端部的末端位于推动气缸活动端的运动轨迹上，用于受推动气缸活动端推动以绕第二端部的铰接处旋转。

所述滑动组件包括直线导轨和滑块，所述直线导轨安装在外箱体侧安装板内壁，并且直线导轨中心轴与真空腔圆筒装配组件中心轴平行；所述滑块固装在气缸安装板上，并且所述滑块底部与直线导轨滑动配合，使得气缸安装板在滑块带动下可沿直线导轨滑动。

所述圆筒密封前门的两侧各通过一套前门驱动装置与同侧的外箱体侧安装板相连。

所述筒体后端的筒体端部支撑件通过合页铰接组件铰接后盖密封法兰，实现后盖密封法兰与筒体后端的密封，所述合页铰接组件包括合页和合页过渡安装座，其中所述合页过渡安装座固装在筒体后端的筒体端部支撑件外壁，合页的第一活动片固装在合页过渡安装座上，合页的第二活动片与后盖密封法兰。

本发明的有益效果是：采用上述技术方案，需要干燥的锂电池可以放置于完全密封状态进行干燥工作，工作完毕后破真空球阀打开，又将真空箱内部的压力恢复到常压；实现了为锂电池的自动干燥工艺提供一个密闭的真空环境，提高了电池的干燥质量。

附图说明

图1为本发明的电池真空干燥箱三维结构图；

图2为本发明的真空腔圆筒装配组件三维结构图；

图3为本发明的外箱体组件三维结构图；

图4为本发明的前盖门机构三维结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

参照附图：

实施例1本发明所述的一种电池真空干燥箱，包括：

外箱体组件1，设有若干个安装腔，每个安装腔内配装一套真空腔圆筒装配组件，并保持真空腔圆筒装配组件的电池取放口位于安装腔的同一侧；

真空腔圆筒装配组件2，包括筒体21、筒内支撑装置22以及后盖密封法兰23，筒体21沿轴向水平安装在安装腔内，筒体21前、后两端贯通，且前、后端各配装一可与筒体匹配的筒体端部支撑件24；其中后端的筒体端部支撑件外端面密封安装后盖密封法兰23，前端筒体端部支撑件上设有用于取放电池的电池取放口，所述筒体21上设有用于抽真空的抽气口，并在抽气口处配装用于与外界真空泵相连通的连通管27，且连通管上设有用于控制连通管通断以及气体流速的真空阀；所述筒体21内水平架装筒内支撑装置22，用于安装用于放置电池或盛放电池的托盘，筒体21内安装加热装置，用于对电池加热干燥；

前盖门机构3，包括圆筒密封前门31和前门驱动装置32，所述前门驱动装置31的固定端安装在位于真空腔圆筒装配组件2筒体21前端的外箱体组件1的安装腔上，前门驱动装置32的活动端与圆筒密封前门31铰接，圆筒密封前门31在前门驱动装置32的驱动下密封盖合在筒体的电池取放口处，使得圆筒密封前门31、筒体21以及后盖密封法兰23组成一可供电池真空干燥的密封腔；

以及控制器4，设置在筒体21上，其信号输入端与嵌装在筒体外壁上的人机交互界面电连接，信号输出端与加热装置、前门驱动装置以及真空阀控制端电连接，用于控制加热装置、前门驱动装置以及真空阀工作。

所述外箱体组件1包括外箱体机架11、外箱体侧安装板12以及脚杯13，所述外箱体机架11上设有若干个用于支撑真空腔圆筒装配组件的安装腔；外箱体机架11两侧各安装一块箱体侧安装板12，用于固定前盖门机构；所述脚杯13与外箱体机架11的底部螺接，用于调整安装腔高度和水平度。

所述筒体21内壁沿轴向设有用于支撑并防止筒体真空环境下变形的铝支撑架25，所述铝支撑架25包括水平设置的固定连杆和支撑环，所述固定连杆沿筒体轴向设置；支撑环沿筒体径向排布，并通过固定连杆连接，支撑环外壁与筒体内壁贴紧，用于支撑并防止筒体真空环境下变形。

所述筒内支撑装置24包括支撑架安装板241和筒内安装架242，所述支撑架安装板241水平固装在筒体内腔，形成一用于固装筒内安装架的水平面；所述筒内安装架242固装在支撑架安装板241上，用于放置待加热干燥的电池或电池托盘。

所述前门驱动装置32包括气缸连杆321、气缸安装板322、推动气缸323以及锁紧气缸324，所述气缸安装板321通过滑动组件325与外箱体侧安装板内壁滑动连接，所述锁紧气缸324固装在外箱体侧安装板内壁，并且所述锁紧气缸324的活动端运动轨迹为沿筒体轴向设置的直线，其活动端与所述气缸安装板固接，用于驱动气缸安装板沿真空腔圆筒装配组件轴向直线往复移动；所述推动气缸323固装在气缸安装板322上，其活动端运动轨迹同样为直线运动轨迹，并且其活动端的运动轨迹与筒体中心轴之间夹角为锐角；所述气缸连杆321第一端与圆筒密封前门31铰接，第二端部铰接在同侧的气缸安装板322内壁，并且第二端部的末端位于推动气缸323活动端的运动轨迹上，用于受推动气缸323活动端推动以绕第二端部的铰接处旋转。

所述滑动组件325包括直线导轨3251和滑块3252，所述直线导轨3251安装在外箱体侧安装板内壁，并且直线导轨中心轴与真空腔圆筒装配组件中心轴平行；所述滑块固装在气缸安装板上，并且所述滑块底部与直线导轨滑动配合，使得气缸安装板在滑块带动下可沿直线导轨滑动。

所述圆筒密封前门的两侧各通过一套前门驱动装置与同侧的外箱体侧安装板相连。

所述筒体21后端的筒体端部支撑件24通过合页铰接组件26铰接后盖密封法兰23，实现后盖密封法兰23与筒体后端的筒体端部支撑件24端面密封，所述合页铰接组件26包括合页261和合页过渡安装座262，其中所述合页过渡安装座固装在筒体后端的筒体端部支撑件外壁，合页的第一活动片固装在合页过渡安装座上，合页的第二活动片与后盖密封法兰。

实施例2本发明所述的一种电池真空干燥箱，包括真空腔圆筒装配组件、外箱体组件、前盖门机构。所述的外箱体组件可以进行分层，下面以两层为例进行说明。每一层都设有一个安装腔，安装腔内安装一个用于放置电池并对电池进行真空加热干燥的真空腔圆筒装配组件，安装腔前部安装一个用于密封盖合在真空腔圆筒装配组件的电池取放口处的前盖门机构；通过各组件相互之间的协作，完成密封圆筒腔抽真空的工作。

所述的真空腔圆筒装配组件主要作用是为治具的干燥提供一个密闭空间，筒体为一个薄板焊接的两端贯通的空心圆筒，内侧有内置铝支撑架25，起到结构支撑加强的作用。另外筒内的圆筒内部安装架与支撑架安装板为治具的安装提供支撑点；

所述的真空腔圆筒装配组件后盖密封法兰为盖型件，盖型结构能有效的承受负压作用。所述的后盖密封法兰功能是检修门，处于常闭状态，可在设备检修时开启；

所述后盖密封法兰23与筒体后端的筒体端部支撑件24之间增设锁定装置，用于实现后盖密封法兰与相应筒体端部支撑件24之间的锁定，所述锁定装置包括插销座、与插销座配合的活接螺栓以及与活接螺栓螺接的螺帽；后盖密封法兰的另一侧由铰接组件26铰接在筒体上，松动螺帽就可打开法兰进行维修，十分方便快捷。

所述的外箱体组件1为整个设备的支撑结构件，是由方矩管焊接而成的外箱体机架11，底部安装有真空腔圆筒装配组件，两内侧面安装有前盖门机构。外箱体机架的水平支撑架上安装连通管，并在连通管上配装真空阀以控制连通管的通断；脚杯则是通过螺纹连接安装在外箱体组件底部，用于调节外箱体组件的高度和水平度。

所述的前盖门机构则是设备的运动执行机构，其中外箱体侧安装板12与外箱体机架11通过螺栓固定连接，直线导轨3251与外箱体侧板固定连接，气缸安装板321与滑块3252固定连接，推动气缸323可随着气缸安装板322沿着直线导轨3251运动，气缸连杆321连接着推动气缸323与圆筒密封前门31，推动气缸323负责圆筒密封前门31的开启与关闭，而锁紧气缸324则是在圆筒密封前门31关闭后，推动气缸安装板保证圆筒密封前门的锁紧密封。

所述的前盖门机构3的推动气缸与锁紧气缸均配有控制其动作的电磁阀作为气缸的控制端，电磁阀与控制器的控制端电连接，用于控制推动气缸和锁紧气缸的动作，并且由空气过滤器对气路中的气体进行清洁，保证电磁阀与气缸的正常工作。

实施例3如图1-图4所示，所述的真空腔圆筒装配组件：真空腔焊接筒组件2构成一个圆筒形内部空间，圆筒内部安装架242在圆筒腔内部搭建一个支架，形成一个水平安装面，支撑架安装板241则是一块过渡安装板，用来连接治具与圆筒内部安装架242。内置铝支撑架25起到加强真空腔焊接筒组件2的作用，防止在内部真空的情况下，圆筒在大气压力作用下变形严重。后盖密封法兰23通过合页261安装在合页过渡安装座262上，其主要用于维修，在一般情况下是不开启的。

如图1-图4所示，所述的外箱体组件：脚杯10通过螺纹连接安装在外箱体机架11底部，用于调节外箱体组件的高度和水平度。外箱体机架11主要是由方矩管焊接而成的机架组件，是整个设备的总结构支撑，外箱体侧安装板12焊接在外箱体机架11侧面，用于固定安装前盖门机构3。

如图1-图4所示，所述的前盖门机构：圆筒密封前门13通过气缸连杆14与推动气缸18连接固定，外箱体侧板16固定在外箱体组件上，直线导轨3251与滑块3252用于连接气缸安装板321与外箱体侧板12，使得气缸安装板321与外箱体侧板12能沿着直线导轨方向相对滑动。推动气缸323固定安装在气缸安装板321，用于控制圆筒密封前门31的开启与关闭。锁紧气缸324固定在外箱体侧板12上，同时其运动轴端固定在气缸安装板321上，可在圆筒密封前门31关闭时施加锁紧力，提升气密可靠性。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。