一种具有保温效果的圆柱电池托盘结构及其保温方法与流程

本发明涉及电池干燥升温及保温技术领域，具体涉及一种具有保温效果的圆柱电池托盘结构及其保温方法。

背景技术：

锂电池(或超级电容)烘烤干燥是目前动力电池必不可少的关键工序。在电池干燥过程中，不同位置的电池温度一致性是影响电池干燥一致性的重要因素，追求电池升温和保温一致性一直都是锂电池干燥过程中的关键指标。

现有的电池干燥的方法大多采用真空烘箱进行干燥。在真空烘箱内加热干燥圆柱形锂电池过程中，为了方便圆柱形锂电池的取放和定位，一般都需要托架来放置锂电池。

现有的托架在放置电池时，为了加快电池升温速度，通常采用运风方式，但这种方式加热效率低，温度均匀性差，能耗高，急需设计一种更好的电池加热结构。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷和不足，本发明的第一种目的在于提供一种具有保温效果的圆柱电池托盘结构，当圆柱电池放入托盘结构中，托盘内部形成相对密闭的空间，真空烘箱中的发热板产生的热量通过托盘底板、托盘载板、托盘侧板将热量传递至密闭空间内的圆柱电池，不仅使得放置在密闭空间内的圆柱电池能够受热均匀，而且减少了热量的损耗，提升了圆柱电池摆放的密度，具有升温速度快、保温效果好、圆柱电池受热均匀、圆柱电池加热效率高的优势。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有保温效果的圆柱电池托盘结构，包括：在同一平面平行且间隔设置的多块托盘载板；与多块所述托盘载板均装配以形成多个独立单元格的托盘侧板；设置于所述独立单元格内以充当所述独立单元格底板的、用于承载圆柱电池并在加热时与真空烘箱加热板接触的多块托盘底板；以及，盖设于所述独立单元格开口处的托盘盖板；在放置圆柱电池后，所述托盘盖板与所述托盘载板、所述托盘侧板和所述托盘底板组合形成一闭合空间、以保证放置在所述独立单元格内的圆柱电池受热均匀并减少热量损失。

当所述圆柱电池的两电极端均设置有接头凸起时，所述托盘底板为小金属平板结构，且所述托盘底板上设置有多个定位小孔，其用于供圆柱电池底部的接头凸起插入，多个定位小孔还可用于对承载的两电极端均设置有接头凸起的圆柱电池的放置位置进行定位，且多个定位小孔呈矩形阵列方式排布，其密度随圆柱电池的直径的增大而增大；当所述圆柱电池仅顶部电极设有接头凸起时，所述托盘底板的承载面为平面。

所述托盘盖板上设置有多个安放孔，多个所述安放孔用于供圆柱电池安放在所述独立单元格内，且多个所述安放孔与多个所述定位小孔一一对应设置，多个所述安放孔的排列密度随所述圆柱电池直径的增大而增大。

所述托盘载板与所述托盘侧板之间设置有插接结构，所述插接结构用于实现所述托盘载板与所述托盘侧板的初步装配，并在初步装配后通过紧固螺钉进行最终装配。

所述插接结构包括：设置于所述托盘载板上远离所述托盘底板一侧的两端上的插接头，多个所述托盘载板上均设置有插接头；以及，设置于所述托盘侧板上远离所述托盘底板一侧的、用于与所述插接头装配以实现初步安装的插槽，所述插槽的数量与所述插接头适配。

多个所述托盘载板上远离所述插接头一侧均设置有承载条，所述托盘底板承载于相邻所述承载条之间，且当所述圆柱电池托盘结构整体悬空时，所述托盘底板靠自重直接落在所述承载条上；当所述圆柱电池托盘结构整体落在发热板上时，所述托盘底板的底部将直接接触到发热板上表面被顶起，使所述托盘底板相对于所述承载条向上被抬起，从而离开承载条。

相邻所述托盘侧板之间设置有立板，所述立板用于分隔所述独立单元格，且用于支撑所述托盘盖板，所述立板上设置有减重孔。

所述立板、所述托盘底板、所述托盘侧板以及所述托盘载板均为刚性的、热的良导体，所述托盘盖板的材质为耐高温非金属材质。

采用上述技术方案后，本发明有益效果为：在对圆柱电池进行加热时，先将圆柱电池通过安放孔放置在托盘结构内，在圆柱电池放入时，圆柱电池本身将安放孔及托盘底板上的定位小孔封闭，使得托盘结构内部形成相对密闭的空间，真空烘箱中的加热板散发的热量经过托盘底板、托盘侧板、托盘载板和立板传递至密闭空间内，再通过托盘盖板将单元格的敞口进行封闭，使得密闭空间内的热量迅速上升，从而对置于密闭空间内的圆柱电池进行均匀加热，而且对托盘结构起到了良好的保温效果，这样设置的托盘结构不仅减小了热量的损失，而且避免了圆柱电池在加热过程中受热不均匀的问题，且圆柱电池采用立式放置，有效增加了圆柱电池的摆放密度，提升了圆柱电池加热的效率，具有升温速度快、保温效果好、圆柱电池受热均匀、圆柱电池加热效率高、圆柱电池摆放密度大、一次加热的数量多的优势。

针对现有技术的缺陷和不足，本发明的第二种目的在于提供一种圆柱电池的保温方法，具有升温速度快、保温效果好、圆柱电池受热均匀、圆柱电池加热效率高的优势。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种圆柱电池的保温方法，所述方法包括：步骤一：准备如上述所述的圆柱电池托盘结构，同时准备一定数量的圆柱电池，该圆柱电池为需要干燥处理的圆柱电池；步骤二：将圆柱电池按照托盘盖板上的安放槽放置在托盘结构中；步骤三：将装载有圆柱电池的托盘结构放置在真空烘箱中的发热板上，在圆柱电池重力作用下，多个所述托盘底板分别与所述发热板充分贴合，通过热传导、热辐射和调整烘箱内真空度的方式控制热对流强度，同时，由于圆柱电池置于所述闭合空间内，圆柱电池加热时散发的热量始终保存在所述闭合空间内，使圆柱电池均匀受热、并快速升温到预定温度范围、且保持在该温度范围内。

采用上述技术方案后，本发明有益效果为：首先，通过控制真空烘箱内部的热对流强度，从而有效提升真空烘箱对托盘结构内的圆柱电池的加热速度，其次，圆柱电池放置在密闭的空间内加热升温，不仅能够减少热量损失，起到良好的保温效果，而且能够保证圆柱电池受热均匀，使得该方法具有升温速度快、保温效果好、圆柱电池受热均匀、圆柱电池加热效率高的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例的整体结构示意图；

图2是本实施例的爆炸图；

图3是对应图2中细节a的局部放大图。

附图标记说明：1、托盘载板；2、托盘侧板；3、托盘底板；4、托盘盖板；5、独立单元格；6、定位小孔；7、安放孔；8、插接结构；81、插接头；82、插槽；9、承载条；10、立板；101、减重孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

本实施例涉及一种具有保温效果的圆柱电池托盘结构，如图1-3所示，包括：托盘载板1、托盘侧板2、托盘底板3以及托盘盖板4。

如图1-3所示，托盘载板1设置有多块，且多块托盘载板1在同一平面平行且间隔设置。多块托盘载板1的两端均设置有托盘侧板2，托盘侧板2与多块托盘载板1均装配，从而形成多个独立单元格5。每个独立单元格5内部均设置有托盘底板3，该托盘底板3用于充当独立单元格5底板。托盘底板3用于承载圆柱电池、并在加热时与真空烘箱加热板接触。托盘底板3设置有多块，需要说明的是，托盘底板3的数量与独立单元格5的数量一一对应。托盘盖板4盖设于独立单元格5开口处。

具体地，在放置圆柱电池后，托盘盖板4与托盘载板1、托盘侧板2和托盘底板3组合形成一闭合空间，从而保证放置在独立单元格5内的圆柱电池受热均匀，进而减少热量损失，保证圆柱电池加热速度与受热均匀度。

需要说明的是，当圆柱电池的两电极端均设置有接头凸起时，托盘底板3为小金属平板结构，且托盘底板3上设置有多个定位小孔6，其用于供圆柱电池底部的接头凸起插入，此外，多个定位小孔6还可用于对承载的两电极端均设置有接头凸起的圆柱电池的放置位置进行定位，且多个定位小孔6呈矩形阵列方式排布，其密度随圆柱电池的直径的增大而增大；当圆柱电池仅顶部电极设有接头凸起时，托盘底板3的承载面为平面(即未设置有定位小孔6)。

在本实施例中，圆柱电池的两电极端均设置有接头凸起，如图1-3所示，优选地，托盘底板3上设置有多个定位小孔6，多个定位小孔6用于对承载的圆柱电池的放置位置进行定位，且多个定位小孔6呈矩形阵列方式排布。对应地，托盘盖板4上设置有多个安放孔7，多个安放孔7用于供圆柱电池安放在独立单元格5内，且多个安放孔7与多个定位小孔6一一对应设置。在本实施例中，每块托盘底板3上设置有18个定位小孔6，对应的安放孔7的数量同样为18个。在放置圆柱电池时，圆柱电池穿过放置孔容置在定位小孔6内，从而将独立单元格5封闭，形成一个相对密闭的空间。

进一步地，托盘载板1与托盘侧板2之间设置有插接结构8，插接结构8用于实现托盘载板1与托盘侧板2的初步装配。托盘载板1与托盘侧板2在初步装配后通过紧固螺钉进行最终装配。

其中，如图1-3所示，插接结构8包括：插接头81以及插槽82。插接头81设置于托盘载板1上远离托盘底板3一侧的两端上，每个托盘载板1上均设置有插接头81。插槽82设置于托盘侧板2上远离托盘底板3一侧，插槽82用于与插接头81装配，从而实现初步安装。需要说明的是，插槽82的数量与插接头81适配。在本实施例中，每块托盘侧板2上的插槽82数量为4个。

如图1-3所示，优选地，多个托盘载板1上远离插接头81一侧均设置有承载条9，托盘底板3承载于相邻承载条9之间。

需要说明的是，当圆柱电池托盘结构整体悬空时，托盘底板3靠自重直接落在承载条9上；当圆柱电池托盘结构整体落在发热板上时，托盘底板3的底部将直接接触到发热板上表面被顶起，使所述托盘底板3相对于承载条9向上被抬起，从而离开承载条9。

为了方便圆柱电池的分类，在相邻托盘侧板2之间设置有立板10，立板10用于分隔独立单元格5，且用于支撑托盘盖板4。为了节省材料并减少托盘结构的整体重量，在立板10上设置有减重孔101。

值得注意的是，立板10、托盘底板3、托盘侧板2以及托盘载板1均为刚性的、热的良导体。其中，托盘盖板4的材质为耐高温非金属材质，允许采用耐高温塑料、特氟龙或赛钢。立板10、托盘底板3、托盘侧板2以及托盘载板1均为铝板。

本实施例的工作原理大致如下述：在对圆柱电池进行加热时，先将圆柱电池通过安放孔7放置在托盘结构内，在圆柱电池放入时，圆柱电池本身将安放孔7及托盘底板3上的定位小孔6封闭，使得托盘结构内部形成相对密闭的空间，真空烘箱中的加热板散发的热量经过托盘底板3、托盘侧板2、托盘载板1和立板10传递至密闭空间内的圆柱电池，因为托盘盖板4和圆柱电池一同将单元格的上方封闭，热量被锁在封闭空间内，使得密闭空间内的热量迅速上升，从而对置于密闭空间内的圆柱电池进行均匀快速加热，而且对托盘结构起到了良好的保温效果，这样设置的托盘结构不仅减小了热量的损失，而且避免了圆柱电池在加热过程中受热不均匀的问题，且圆柱电池采用立式放置，有效增加了圆柱电池的摆放密度，提身了圆柱电池加热的效率，具有升温速度快、保温效果好、圆柱电池受热均匀、圆柱电池加热效率高、圆柱电池摆放密度大、一次加热的数量多的优势。

基于上述托盘结构，本实施例还提供一种圆柱电池的保温方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：准备如上述的圆柱电池托盘结构，同时准备一定数量的圆柱电池，该圆柱电池为需要干燥处理的圆柱电池；

步骤二：将圆柱电池按照托盘盖板4上的安放槽放置在托盘结构中；

步骤三：将装载有圆柱电池的托盘结构放置在真空烘箱中的发热板上，在圆柱电池重力作用下，多个托盘底板3分别与发热板充分贴合，通过热传导、热辐射和调整烘箱内真空度的方式控制热对流强度，同时，由于圆柱电池置于闭合空间内，圆柱电池加热时散发的热量始终保存在闭合空间内，使圆柱电池均匀受热、并快速升温到预定温度范围、且保持在该温度范围内。

在加热升温过程中，发热板产生的一部分热能经圆柱电池托盘的多个托盘底板3及托盘底板3上的定位小孔6传递给相应圆柱电池的底部，促进圆柱电池快速升温；发热板产生的另一部分热能沿着托盘侧板2、立板10和托盘载板1向托盘盖板4一侧传导，使得托盘侧板2、立板10和托盘载板1快速升温。在托盘侧板2、立板10和托盘载板1升温后通过热对流和热辐射将热量传递给圆柱电池的侧部，从而对圆柱电池进行均匀加热，同时为圆柱电池升温及保温。

采用上述方法对圆柱电池进行加热保温，首先，通过控制真空烘箱内部的热对流强度，从而有效提升真空烘箱对托盘结构内的圆柱电池的加热速度，其次，圆柱电池放置在密闭的空间内加热升温，不仅能够减少热量损失，起到良好的保温效果，而且能够保证圆柱电池受热均匀，使得该方法具有升温速度快、保温效果好、圆柱电池受热均匀、圆柱电池加热效率高的优势。

以上，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。