[发明专利]一种锂离子电池电芯的干燥系统

说明书

 

技术领域

    本发明涉及锂离子二次电池的制备技术领域，尤其涉及到制备过程中电芯的烘烤设备的改进。 

背景技术

相对于铅酸电池、镍氢电池等传统的二次电池，锂离子二次电池具有一种不可比拟的优越性能和外形加工性能，目前已经广泛应用于手机、笔记本电脑、PDA、摄像机、数码相机、移动DVD、MP3、MP4等移动电子终端设备中，同时锂离子电池也被用作电动工具和电动自行车的动力源。作为新一代绿色环保动力，锂离子电池发展迅猛，已成为国际电化学研究的热点领域之一。

在电池的制造过程中，例如锂离子电池，正负极片制作的电芯在注液前都需要进行电芯干燥工序。电芯干燥是锂电池制造过程中重要步骤，因水分对电池寿命、内阻、容量发挥和放电时间有着致命的恶劣影响，故在电芯制造过程中对水分的控制至关重要，尤其在注液前电芯水分控制更的确保万无一失。

目前业内注液前对电芯的烘烤都是采用真空烘箱进行间隙式真空烘烤，由电加热烘箱后传热对空气和电芯加热烘烤，该类装置和烘烤方式能耗较大，循环利用的干燥气湿度稳定性较难控制，且干燥效果很容易受到外界湿度影响；间隙式干燥均匀度难以控制、对大电芯干燥均匀性不好更加明显。且在电芯从设备中取出后进入手套箱前暴露在环境中，极易受到环境湿度影响，从而使得干燥效果事倍功半。

近年来也有对电芯烘烤制备做改进的技术出现，如中国发明申请文献，申请号CN201110283472.9 申请申请名称为“一种电芯烘烤的方法”所公开的电芯烘烤方法，该电芯烘烤的方法根据电芯在烘烤过程中的水分变化，采用阶梯形的烘烤方法对电芯进行真空烘烤，该方法在一定程度上可提高电芯烘烤效果。上述发明申请主要铜鼓对烘烤工艺条件控制来改进的。

如中国发明申请文献，CN201110325620.9  申请申请名称为“一种电池电芯及其干燥方法。” 该发明的技术方案是通过给电芯的正极片和负极片通电流而直接对其加热烘烤，来解决现有技术烘烤卷芯只靠传导来加热方式的不足。

发明内容   

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高干燥均匀性和干燥效果，缩短干燥时间，降低电芯制造过程的干燥周期和制造成本的一种锂离子电池电芯的干燥系统。  

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

设计一种锂离子电池电芯的干燥系统，包括通过干燥空气来干燥待干燥电芯的干燥筒，干燥筒上连接有可形成循环流通干燥空气的管道，所述管道上依次连接有水分干燥处理装置、 空气加热装置，水分干燥处理装置上连接外部压缩空气输入管道，干燥筒与空气加热装置相连接的入口管道上设置有入口调节阀门，干燥筒与水分干燥处理装置相连接的出口管道上也设置有出口调节阀门，干燥电芯使用后的干燥空气，依次经过水分干燥处理装置、 空气加热装置循环回到干燥筒。

作为上述方案的优化改进，所述水分干燥处理装置与空气加热装置之间还安装有干燥空气缓冲罐，干燥筒上连接的空气管道上安装有抽真空系统。流通干燥空气的管道上安装有水分测试仪。

为使得系统控制精确，可自动化操作，本发明方案提出的系统还包括有中央控制器，所述的水分干燥处理装置、干燥空气缓冲罐、空气加热装置以及抽真空系统都与中央控制器电联接并受其控制工作，水分测试仪的信号传送给中央控制器，中央控制器根据管道水分情况控制系统工作。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

 1、 本发明提出的干燥系统采用动态循环系统、利用持续动态循环干燥空气对电芯干燥，提高了干燥效果和质量，降低干燥时间和能耗，并能够确保干燥后的效果不受外界湿度影响。

     2、干燥系统中的干燥筒能从系统中拆卸分离移动，实现与手套箱的无缝对接，系统中设置的干燥筒桶盖设置密封圈和手套箱过渡仓配合，在取电池时能够达到无缝对接，确保干燥后的电芯进入手套箱时能够和外界隔离，使得干燥效果不受外界湿度影响。 

 3、系统采用动态持续循环流动的热干燥空气对干燥筒内的电芯进行干燥，能够使得从干燥筒出来的空气湿度波动较小，从而确保水分处理系统处理后的空气干燥度稳定。

 4 、本发明系统循环利用干燥空气，使得能量循环利用度高，有利于降低干燥能耗，降低制造成本。

 5、本发明系统采用动态持续循环流动的热干燥空气对干燥筒内的电池进行干燥，能够及时将电芯内的水分持续挥发；避免常规干燥设备间断式处理容易造成的前期干燥效果差，在规定时间内的干燥效果容易受众多因素影响。