一种真空干燥机的制作方法

本发明涉及锂电池生产技术领域，尤其涉及一种真空干燥机。

背景技术：

聚合物锂离子电池中的水分是影响电池性能的重要因素。虽然现有技术中聚合物锂离子电池的电芯采用无水电解液，但是电芯中还是存在水分，电芯中的水分主要来源于空气。

当电芯受热或者短路时，水分蒸发形成气体，造成电芯内部的气体量增加，存在爆炸的风险，降低了电芯使用的安全性。

为了避免由于电芯内存在水分导致的安全隐患，在对聚合物锂电池电芯注液前，需要对其进行干燥处理，以去除电芯的水分。

目前，通常采用热辐射加热方式对锂电池进行干燥处理，具体为：通过传送带将锂电池传送至隧道炉中；在隧道炉中，炉内壁的加热组件进行加热，热量辐射至炉内的锂电池表面，从而对锂电池进行干燥处理。

在此过程中，一方面，由于采用的是热辐射方式，因而炉内温度明显地会不够均匀，影响干燥效果；另一方面，为达到良好的干燥效果，整个加热过程通常需要持续6-8小时，加热速度比较慢。因而，如何提高锂电池的干燥处理效率和干燥效果是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种真空干燥机，提高干燥处理效果以及处理效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种真空干燥机，包括：皮带传送机构、上料机构、真空干燥箱、配料机构以及下料机构；

所述皮带传送机构的一端连接至上料机构，另一端连接至下料机构；所述真空干燥箱装设于皮带传送机构的一侧；所述配料机构装设于皮带传送机构的上方，用于在真空干燥箱和皮带传送机构之间自动取放电芯。

可选的，所述真空干燥箱的数量为若干个。

可选的，所述上料机构包括：上料工作台，以及位于上料工作台上的CCD机构、上料机器人、上料机械手、上料缓存机械手；

所述上料工作台上，其后端的进料口位置设有上料定位平台且进料口连接外部的上料皮带，其前端的出料口连接所述皮带传送机构；所述CCD机构和上料机器人分设于进料口的两侧；

所述上料工作台上，还设有上料缓存区域，所述上料缓存机械手用于将上料定位平台内的电芯移动至上料缓存区域进行缓存，上料机械手从上料缓存区域取出电芯并将其送至与皮带传送机构。

可选的，所述真空干燥箱包括箱体，所述箱体内纵向间隔设置有若干层加热板，所述加热板上形成有接触式加热区；且所述加热板通过水平滑动机构装设于所述箱体内。

可选的，所述加热板具体为环氧树脂板，该环氧树脂板上均匀绘制有环氧树脂。

可选的，所述加热板上还固定设有若干个压条，将所述接触式加热区由一整个区域划分为若干个加热区。

可选的，所述箱体外壁上还设有真空计、真空吸管以及泄真空阀。

可选的，所述配料机构包括：平移机构，以及通过可升降机构固定于平移机构下方的加热板推移机械手和电芯抓取机构；

所述平移机构，位于皮带传送机构的上方，且可通过滑动机构在各个真空干燥箱的上下料位置之间作直线往返运动；

所述加热板推移机械手，用于对真空干燥箱内的各层加热板进行抽出和推入；所述电芯抓取机构，用于在真空干燥箱的各层加热板与皮带传送机构的传送皮带之间取放电芯。

可选的，所述下料机构包括：下料工作台，以及位于下料工作台上的下料缓存机械手、下料机械手；

所述下料工作台上，其后端连接皮带传送机构的传送皮带，其前端的出料口连接至外部的下料皮带；

所述下料工作台上还设有下料缓存区域；所述下料缓存机械手用于从传送皮带上抓取电芯并将其送至下料缓存区域进行缓存；所述下料机械手用于从下料缓存区域抓取电芯并将其送至下料皮带上，由下料皮带将电芯送出。

可选的，所述下料机构中，所述下料缓存机械手的数量为多个。

本发明的有益效果：

本发明实施例所提出的真空干燥机，在电芯流入上料机构后，可对电芯进行全自动上料、真空干燥及下料处理，大大提高了工作效率，减少了人工成本；而且，采用多层加热板结构设计，通过环氧树脂板实现接触式加热方式，实现了快速均匀升温，大大提升了电芯干燥效果，进一步提高了工作效率。

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它的附图。

图1为本发明实施例提供的真空干燥机的整机立体图；

图2为本发明实施例提供的真空干燥机的整机俯视图；

图3为本发明实施例提供的皮带传送机构的立体图；

图4为本发明实施例提供的上料机构的立体图；

图5为本发明实施例提供的上料机构的侧视图；

图6为本发明实施例提供的上料机构的俯视图；

图7为本发明实施例提供的三台真空干燥箱组合结构的立体图；

图8为本发明实施例提供的三台真空干燥箱组合结构的俯视图；

图9为本发明实施例提供的在前、后门关闭状态下真空干燥箱的立体图；

图10为本发明实施例提供的单层加热板抽出状态真空干燥箱的立体图；

图11为本发明实施例提供的在后门打开状态下真空干燥箱的立体图；

图12为本发明实施例提供的在放置电芯之前单层加热板的结构视图；

图13为本发明实施例提供的配料机构的立体图；

图14为本发明实施例提供的配料机构的侧视图；

图15为本发明实施例提供的配料机构的俯视图；

图16为本发明实施例提供的下料机构的立体图；

图17为本发明实施例提供的下料机构的侧视图；

图18为本发明实施例提供的下料机构的俯视图；

图示说明：

皮带传送机构1、上料机构2、真空干燥箱3、配料机构4、下料机构5；

传送皮带11、感应器12、传送电机13；

上料工作台21、CCD机构22、上料机器人23、上料定位平台24、上料机械手25、上料缓存机械手26、上料缓存区域27、上料皮带28；

箱体31、前门32、后门33、加热板34、接线槽35、真空电极331、真空计332、环氧树脂板本体341、压条342；

平移机构41、加热板推移机械手42、电芯抓取机构43、平移马达44；

下料工作台51、下料缓存机械手52、下料机械手53、下料皮带54、下料缓存区域55。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心思想为：①提供一种新的接触式加热方式，相比传统的辐射式加热方式，大幅度提高加热速度和温度均匀性；②采用包括有若干层加热板的抽屉式结构，可同时对大量的电芯进行加热，提高干燥处理效率。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1和图2，图1和图2分别是本实施例提供的真空干燥机的整机立体图、俯视图。

本实施例中，真空干燥机包括：皮带传送机构1、上料机构2、真空干燥箱3、配料机构4以及下料机构5。

皮带传送机构1的一端连接至上料机构2，另一端连接至下料机构5，其皮带运行方向为由上料机构2至下料机构5。多个真空干燥箱3装设于皮带传送机构1的一侧，配料机构4装设于皮带传送机构1的上方。

下面将对每部分分别进行详细描述。

一、皮带传送机构1

请参阅图3所示，皮带传送机构1包括传送皮带11、间隔设于传送皮带11上的多个感应器12，以及控制传送皮带11运动的传送电机13。

其工作原理为：传送电机13带动传送皮带11的运动，在感应器12感应到电芯时传送电机13停止运动，然后由配料机构4抓取电芯放入真空干燥箱3。

二、上料机构2

请参阅图4至图6所示上料机构的立体图、侧视图和俯视图，本实施例中上料机构2具体包括：上料工作台21，以及位于上料工作台21上的CCD机构22、上料机器人23、上料定位平台24、上料机械手25、上料缓存机械手26。

上料工作台21上，其后端的进料口连接外部的上料皮带28，其前端的出料口连接皮带传送机构1的传送皮带11。CCD机构22和上料机器人23分设于进料口的两侧，CCD机构22用于对上料皮带28传送来的电芯进行拍照扫码，上料机器人23用于将对上料皮带28传送来的电芯按序移动至上料定位平台24。

上料工作台21上，在上料定位平台24的前方位置，设有上料缓存区域27，上料机械手25和上料缓存机械手26分设于上料缓存区域的两侧；上料缓存机械手26用于将上料定位平台24内的电芯移动至上料缓存区域27进行缓存，上料机械手25从上料缓存区域27取出电芯并将其送至与皮带传送机构1的传送皮带11上。

上述上料机构2的工作原理为：在感应到有电芯送入时，通过CCD机构22对电芯进行扫码及确定定位偏移量，再由上料机器人23将电芯调整定位后放置于上料定位平台24；之后，上料缓存机械手26将上料定位平台24内的电芯移动至上料缓存区域27进行缓存，同时上料机械手25从上料缓存区域27取出电芯并将其送至与皮带传送机构1的传送皮带11上，由传送皮带11将电芯传送至真空干燥箱3的上料位。

三、真空干燥箱3

请参阅图7和图8，图7和图8分别为本实施例中三台真空干燥箱组合结构的立体图、俯视图。

为提高工作效率，本实施例中在皮带传送机构1的同侧设置有三台真空干燥箱3，实际应用中真空干燥箱3的数量可根据实际环境来灵活设定。

真空干燥箱3的具体结构如图9至图11所示，图9至图11分别为真空干燥箱3在前后门关闭状态下、单层加热板抽出状态下、后门打开状态下的立体图。

结合图9至图11所示，真空干燥箱3包括箱体31、前门32和后门33；前门32和后门33分别装设于箱体31的前面和后面，均可自由开启和关闭。在前门32打开状态下，可以进行电芯取放操作；在后门33打开状态下，可以进行箱体维护操作。

箱体31内纵向间隔设置有多层加热板34，在前门32开启时每层加热板34可沿水平方向滑出箱体31外，以方便取放电芯。本实施例中，为方便操作，各层加热板34在箱体31内呈纵向均匀排列，相邻的两层加热板34之间的间隙略大于单个电芯的厚度，既可预留足够空间以方便取放电芯，又能提高空间利用率以装设尽可能多的加热板34，使得一次性可对大量的电芯进行干燥处理，提高工作效率。

加热板34，用于实现加热功能，其结构如图12所示，具体包括：环氧树脂板本体341，该环氧树脂板上均匀绘制有环氧树脂。在工作时，待加热电芯直接放置于环氧树脂板本体341上，环氧树脂加热后对待加热电芯进行传热，从而实现接触式加热，可实现快速均匀升温。

在具体操作时，由于环氧树脂板本体341的整个表面都为接触式加热区域，因而待加热电芯直接随意摆放于环氧树脂板本体341上即可完成加热处理。而在本实施例中，为了提高工作面的整洁度和便捷性，防止加热板34在滑动过程中因晃动导致其表面的电芯移位而产生混乱，环氧树脂板本体341上还设有多个压条342，将环氧树脂板由一整个接触式加热区域分隔为若干个加热区，每个加热区的面积与待加热电芯的大小相适配。这样，每个加热区放置一电芯，通过压条342对电芯进行定位，即便在加热板34推进箱体31的过程中产生晃动，每个电芯也会保持在其固定的独立加热区内，不会产生移位。

真空干燥箱3的后门33的一侧设有真空吸管，该真空吸管与外部的真空泵连接，用于抽走真空管干燥箱内的空气。后门33的另一侧设有泄真空阀、多个真空电极331和真空计332；真空计332用于显示箱体内的真空度，实现对箱体31内的真空度可控化；真空电极331用于将各层加热板34与真空干燥箱外部的线路接通，保证真空干燥箱的密封性。真空干燥箱的箱体31内还设有接线槽35，位于加热板34之后，与各层加热板34电连接，方便维护。

另外，加热板4还连接有温度感应器及温控器(图中未示出)，温控器设于真空干燥箱的外部，用于控制箱体1内的加热温度。

应用上述真空干燥箱3对电芯干燥处理的过程为：

打开前门32，依次抽出各层加热板34并向其各个加热区分别放置待加热电芯；环氧树脂板发热，从而对电芯进行加热，同时通过真空泵对箱体31抽真空，带走空气水分，以去除电芯的水分，实现对电芯真空干燥处理的目的。在此过程中，可通过箱体外部的温控器及真空计332对加热温度和真空度进行精确控制，以获取最优的干燥处理效果。

四、配料机构4

请参阅图13至图15，图13至图15分别本实施例提供的配料机构4的立体图、侧视图、俯视图。

本实施例中，配料机构4包括平移机构41，平移马达44，以及通过可升降机构固定于平移机构41下方的加热板推移机械手42和电芯抓取机构43。

平移机构41滑动固定于皮带传送机构1的上方，由平移马达44驱动，可往返于各个真空干燥箱3的上料位。

加热板推移机械手42，其可上下移动，用于对真空干燥箱3的各层加热板34进行抽出和推入；

电芯抓取机构43，其可上下移动，用于在真空干燥箱3的各层加热板34与皮带传送机构1的传送皮带11之间取放电芯。

上述配料机构4的上料过程为：在传送皮带11将待加热电芯由上料机构3传送至某个真空干燥箱3的上下料位置时，平移机构41平行移动到该真空干燥箱3的上下料位置，通过加热板推移机械手42抽出加热板34，再通过电芯抓取机构43从传送皮带11上抓取电芯并将其码放于抽出的加热板34上，之后由真空干燥箱3对电芯进行真空加热处理。

上述配料机构4的下料过程为：待真空干燥箱3对电芯进行真空加热处理完成后，平移机构41平行移动到该真空干燥箱3的上下料位置，通过加热板推移机械手42依次抽出各层加热板34，并通过电芯抓取机构43将加热板34上的电芯抓取放置于传送皮带11上，由传送皮带11传送至下料机构5。

五、下料机构5

请参阅图16至图17，图16至图17分别为本发明实施例提供的下料机构的立体图、侧视图、俯视图。

本实施例中下料机构5具体包括：下料工作台51，以及位于下料工作台51上的下料缓存机械手52、下料机械手53。

下料工作台51上，其后端连接皮带传送机构1的传送皮带11，其前端的出料口连接至外部的下料皮带54。

下料工作台51上还设有下料缓存区域55，下料缓存机械手52用于从传送皮带11上抓取电芯并将其送至下料缓存区域55进行缓存，下料机械手53用于从下料缓存区域55抓取电芯并将其送至下料皮带54上，由下料皮带54将电芯送出。为提高工作效率，下料缓存机械手52可以设置多个。

本实施例中，整个真空干燥机的工作流程如下：

(1)电芯进入上料机构1，在到达感应器位置时上料皮带停止运动，CCD机构22对电芯扫码及确定定位偏移量。

(2)上料机器人23将电芯调整定位后放到上料定位平台24上。

(3)上料定位平台24摆满多个电芯后，由上料缓存机械手26依次抓取电芯至上料缓存区域27。

(4)由另一侧的上料机械手25将电芯传送至传送皮带11，电芯由传送皮带11送到真空干燥箱3的上料位。

(5)打开真空干燥箱3的前门32。

(6)由配料机构4抽出真空干燥箱3内的加热板34，并从传送皮带11上抓取电芯，将电芯放入加热板34上后将加热板34推进箱体31内。

(7)关闭真空干燥箱3的前门，真空干燥箱3自动对电芯预热和真空干燥处理。

(8)真空干燥处理结束后，打开真空干燥箱3的前门。

(9)由配料机构4抽出真空干燥箱3内的加热板34，抓取加热板34上的电芯，将电芯放到传送皮带11上，由其送至下料机构5。

(10)下料机构5的下料缓存机械手52将传送皮带11上的电芯抓取至下料缓存区域55，再由下料机械手53从下料缓存区域55抓取电芯放至下料皮带54上，由其将电芯送出。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。