一种锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线的制作方法

本发明涉及锂电池生产技术，具体为一种锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线。

背景技术：

锂电池使用的正负极材料都是多孔材料，多具有很强的多孔吸附特性和超大的比表面，若在制成电池前孔内富含有水蒸气和杂质，会严重影响电池的性能指标。同时锂电池极片也被视为电池的核心，其对于电池的一致性起着至关重要的作用。现有的锂电池极片卷烘干工艺为将待烘烤的极片卷通过叉车等机械，由人工操作运送至烘烤箱内烘烤，烘烤箱大多采用电阻丝辐射热烘烤，其烘烤效率较低，烘烤时间较长且烘干不透彻，烘烤完后的极片卷仍然由叉车等机械运送出来，容易造成极片卷二次污染，且烘烤箱内一次性所能烘烤极片卷个数有限，不能满足大工厂连续不断的生产，因此提供一种在极片卷烘烤工艺中由无须人工搬运且能够均匀烘烤尽量多的锂电池极片卷的生产线成为现有技术中亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线。该生产线中锂电池极片卷由成组的极片卷小车盛放，极片卷小车可自动进入烘烤罐体中，烘烤罐体与氮气流通管道和抽真空管道相连通，可使极片卷烘烤与抽真空工艺同时在一个腔体内完成，在烘烤罐体一侧还有侧门窗与检验口，可随时监测极片卷的干燥程度与干燥状况，避免将极片卷再次暴露在空气中，防止了空气对锂电池极片卷的二次污染，提高了生产效率。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线，其特征在于该生产线包括氮气流通管道、前门窗、至少两组极片卷小车、极片卷输送装置、极片卷拖拽装置、烘烤罐体、侧门窗、检验口、抽真空管道、架体和后门窗；所述前门窗与后门窗的结构相同；

所述氮气流通管道一端伸入烘烤罐体的内衬体内部，另一端外接氮气加热系统；

所述前门窗与烘烤罐体连接；所述前门窗包括气缸、闸门、框体、门板、密封方垫、闸门连接座、导向轴承座、第一导轨、第一长销轴、连杆、第一转臂、第一滑动轴、第一滑套、第二导轨和气缸连杆；所述框体与烘烤罐体连接且与门板固连；所述第一导轨和第二导轨固定在门板上；所述气缸固定在门板上；所述气缸连杆的上端与气缸的输出端连接，气缸连杆中部与两根第一滑动轴固连，两根第一滑动轴端部均嵌套有第一滑套，第一滑套与第二导轨配合；两根第一滑动轴通过连杆连接；所述第一长销轴安装在闸门连接座中，第一长销轴通过第一转臂与第一滑动轴铰接；所述闸门连接座固定安装在闸门上；两个闸门以气缸为中心对称分布，闸门端部固定安装有导向轴承座；所述导向轴承座端部安装有轴承，轴承与第一导轨配合；所述密封方垫安装在闸门上；

所述极片卷小车包括转动挂钩、转轴、转轴支架、小车平板、固定挂钩、极片卷支撑座、小车推板、销轴、挡圈、车轮支架、车轮和小车车体；所述极片卷小车前后两端分别安装有转动挂钩和固定挂钩；所述小车平板固定安装在小车车体下表面；所述转轴支架、固定挂钩和车轮支架均固定在小车平板上；所述转轴支架与转动挂钩通过转轴铰链连接，转轴上安装有扭簧；转动挂钩能够与另一辆极片卷小车的固定挂钩相配合；所述车轮通过销轴安装在车轮支架上，销轴的两端通过挡圈固定；所述小车车体上表面对称放置有极片卷支撑座；所述小车车体前端固连有小车推板；

所述极片卷输送装置包括固定架体、移动架体、丝杠减速器、丝杠减速器安装板、滚珠丝杠、梅花联轴器、丝杠螺母、丝杠螺母安装板、下底板、丝杠固定座、丝杠套筒、丝杠安装板、丝杠座支撑侧、丝杠座安装板、丝杠座安装架、第五导轨安装板、第五导轨、滑块、移动架体上滑板、小车推动装置、圆导轨和圆导轨安装板；所述减速器安装板安装在固定架体上；所述丝杠减速器安装在减速器安装板上；丝杠减速器的输出端通过梅花联轴器与滚珠丝杠的一端连接；所述滚珠丝杠与丝杠螺母配合；所述丝杠螺母安装在丝杠螺母安装板中，丝杠螺母安装板与移动架体安装板连接；所述移动架体放置在移动架体安装板上；所述滚珠丝杠安装在丝杠固定座上；所述丝杠固定座由丝杠套筒支撑，所述丝杠固定座安装在丝杠安装板上；所述滚珠丝杠的另一端固定在丝杠座支撑侧上；所述丝杠座支撑侧安装在丝杠座安装板上；所述丝杠座安装板安装在丝杠座安装架上；所述固定架体上端面固定安装有第五导轨安装板；所述第五导轨安装板上装有两个第五导轨，第五导轨分别与四个滑块滑动配合；所述滑块固定安装在移动架体安装板上；所述移动架体上滑板上固连有小车推动装置；所述移动架体安装板上放置有圆导轨安装板；所述圆导轨放置于圆导轨安装板上；

所述烘烤罐体包括内衬体、外衬体、支撑柱、衬体内导轨安装板、衬体内导轨和烘烤罐支腿；所述内衬体和外衬体通过支撑柱连接；所述内衬体内部放置有衬体内导轨安装板；所述衬体内导轨安装板上开有通风槽；衬体内导轨安装板上放置有衬体内导轨；所述烘烤罐支腿安装在架体上；

烘烤罐体外侧开有侧门窗；所述侧门窗包括侧门板、门体板、密封条、闸板、闸板连接架、第二转臂、第二长销轴、第二滑套、第二滑动轴、滑动轴承支座、气缸连接杆、第三导轨、第四导轨、o型圈、侧门板气缸、门板密封条和法兰盘；所述侧门板一端面固定在门体板上，另一端面与内衬体连接；所述第三导轨和第四导轨安装在侧门板上；所述侧门板气缸与门体板通过法兰盘与o型圈连接，气缸连接杆上端与侧门板气缸的输出端连接；所述密封条安装在门体板与闸板之间；所述闸板两端安装有两组滑动轴承支座；滑动轴承支座上装有轴承，轴承与第三导轨配合；四个闸板连接架安装在闸板上，第二长销轴与闸板连接架铰链连接；所述第二转臂一端与第二长销轴连接，另一端与第二滑动轴连接；所述第二滑动轴的轴端安装有第二滑套，第二滑套与第四导轨配合；第二滑动轴中间部分与气缸连接杆连接；所述门板密封条安装在内衬体与侧门板之间；

所述检验口固定在烘烤罐体上，内部与侧门窗连通；

所述抽真空管道一端伸入烘烤罐体的内衬体内部，另一端外接真空系统；

所述后门窗与烘烤罐体连接，后门窗与烘烤罐体之间通过密封条密封。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)该生产线在烘烤过程中无须人工搬运、烘烤过程始终不与外界接触且能够均匀烘烤锂离子电池极片卷，提高自动化水平，避免了在极片卷的污染。

(2)采用隧道式极片卷烘烤装置，可以根据需要一次性烘烤较多的极片卷，提高了烘烤效率。极片卷小车之间通过挂钩连接，由外置动力装置将极片卷小车一一推入烘烤罐体内，没有带传动、齿轮传动等相关装置，不用考虑烘烤中温度和压力的特殊要求给传动机构带来的影响，提高了极片卷烘烤可靠性，提高了生产效率。烘烤罐体两端的前后门窗均由两个闸门组成，当处于工作阶段时，两个闸门分别向两端压紧，保证了烘烤腔体的密封性。烘烤罐体由内衬体和外衬体双层结构组成，双层结构之间作抽真空处理，减少烘烤罐体内的能量损失，内衬体中与氮气流通管道和抽真空管道连接通，可使极片卷烘烤与抽真空工艺同时在一个腔体内完成；并且通过在极片卷小车内部粘贴的温度传感器实时对烘烤的极片卷进行温度监测；通过侧门窗与检验口对极片卷进行水份与杂质的检测，此工艺避免了将极片卷再次暴露在空气中，防止了空气对极片卷的二次污染；

(3)氮气流通管道深入内衬体内，其作用为输送热氮气对极片卷进行烘烤，以排出极片卷内的水份，氮气作为保护气体十分纯净且对极片卷无污染，并将冷氮气再输送出去。抽真空管道的作用为将内衬体内的气体排出，以达到真空状态，往复以上过程数次便可完成极片卷的烘烤过程。

(4)本发明为一种无需在烘烤过程中由人工搬运的一种锂电池极片卷烘烤生产线，期间在传送过程中经烘烤罐体体内烘烤完成锂电池极片卷的烘烤要求，并在烘烤罐体体内同时完成极片卷在有气体保护状态下的真空烘烤，且烘烤时间可调，此生产线可避免将锂电池极片卷再次暴露在空气中，防止了空气对电池极片卷的二次污染，省去了现有人工运输的工序，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线一种实施例的整体结构示意图；

图2为本发明锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线一种实施例的前门窗右视结构示意图；

图3为本发明锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线一种实施例的前门窗主视结构示意图；

图4为本发明锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线一种实施例的极片卷小车与极片卷输送装置主视结构示意图；

图5为本发明锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线一种实施例的极片卷小车与极片卷输送装置右视结构示意图；

图6为本发明锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线一种实施例的烘烤罐体主视结构示意图；

图7为本发明锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线一种实施例的侧门窗主视结构示意图；

图8为本发明锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线一种实施例的侧门窗右视结构示意图；(图中：1、氮气流通管道；2、前门窗；2.1、气缸；2.2、闸门；2.3、框体；2.4、门板；2.5、密封方垫；2.6、闸门连接座；2.7、导向轴承座；2.8、第一导轨；2.9、第一长销轴；2.10、连杆；2.11、第一转臂；2.12、第一滑动轴；2.13、第一滑套；2.14、第二导轨；2.15、气缸连杆；3、极片卷小车；3.1、转动挂钩；3.2、转轴；3.3、转轴支架；3.4、小车平板；3.5、固定挂钩；3.6、极片卷支撑座；3.7、小车推板；3.8、销轴；3.9、挡圈；3.10、车轮支架；3.11、车轮；3.12、小车车体；4、极片卷；5、极片卷输送装置；5.1、固定架体；5.2、移动架体；5.3、丝杠减速器；5.4、丝杠减速器安装板；5.5、滚珠丝杠；5.6、梅花联轴器；5.7、丝杠螺母；5.8、丝杠螺母安装板；5.9、下底板；5.10、丝杠固定座；5.11、丝杠套筒；5.12、丝杠安装板；5.13、丝杠座支撑侧；5.14、丝杠座安装板；5.15、丝杠座安装架；5.16、第五导轨安装板；5.17、第五导轨；5.18、滑块；5.19、移动架体上滑板；5.20、小车推动装置；5.21、圆导轨；5.22、圆导轨安装板；6、极片卷拖拽装置；7、烘烤罐体；7.1、内衬体；7.2、外衬体；7.3、支撑柱；7.4、衬体内导轨安装板；7.5、衬体内导轨；7.6、烘烤罐支腿；8、侧门窗；8.1、侧门板；8.2、门体板；8.3、密封条；8.4、闸板；8.5、闸板连接架；8.6、第二转臂；8.7、第二长销轴；8.8、第二滑套；8.9、第二滑动轴；8.10、滑动轴承支座；8.11、气缸接杆；8.12、第三导轨；8.13、第四导轨；8.14、o型圈；8.15、侧门板气缸；8.16、门板密封条；8.17、法兰盘；9、检验口；10、抽真空管道；11、架体；12、后门窗)

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。

本发明提供了一种锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线(简称生产线，参见图1-8)，其特征在于该生产线包括氮气流通管道1、前门窗2、至少两组极片卷小车3、极片卷输送装置5、极片卷拖拽装置6、烘烤罐体7、侧门窗8、检验口9、抽真空管道10、架体11和后门窗12；所述前门窗2与后门窗12的结构相同；

所述氮气流通管道1一端伸入烘烤罐体7的内衬体7.1内部，另一端外接氮气加热系统，用于在密闭管体内输入热氮气烘烤极片卷小车3内的极片卷4，之后将冷氮气再排出，往复循环；

所述前门窗2与烘烤罐体7连接；所述前门窗2要保证烘烤罐体7的可靠密封；所述前门窗2包括气缸2.1、闸门2.2、框体2.3、门板2.4、密封方垫2.5、闸门连接座2.6、导向轴承座2.7、第一导轨2.8、第一长销轴2.9、连杆2.10、第一转臂2.11、第一滑动轴2.12、第一滑套2.13、第二导轨2.14和气缸连杆2.15；所述框体2.3与烘烤罐体7连接且与门板2.4固连；所述第一导轨2.8和第二导轨2.14固定在门板2.4上；所述前门窗的动力源为气缸2.1，气缸2.1固定在门板2.4上；所述气缸连杆2.15的上端与气缸2.1的输出端螺纹连接，气缸连杆2.15中部通过螺纹孔与两根第一滑动轴2.12固连，两根第一滑动轴2.12端部均嵌套有第一滑套2.13，第一滑套2.13与第二导轨2.14配合，第一滑动轴2.12通过第一滑套2.13能够在第二导轨2.14中上下滑动；两根第一滑动轴2.12通过连杆2.10连接；所述第一长销轴2.9安装在闸门连接座2.6中，第一长销轴2.9通过第一转臂2.11与第一滑动轴2.12铰接；所述闸门连接座2.6固定安装在闸门2.2上；所述闸门2.2为两个，两个闸门2.2以气缸2.1为中心对称分布，闸门2.2端部固定安装有导向轴承座2.7；所述导向轴承座2.7端部安装有轴承，轴承与第一导轨2.8配合，导向轴承座2.7通过轴承能够在第一导轨2.8中上下滑动；所述密封方垫2.5安装在闸门2.2上，起密封作用；当气缸2.1伸长时，两个闸门2.2同时动作，先完成下降动作，下降到一定位置时再向两边挤压框体2.3，从而实现密封，闸门2.2开启时极片卷小车3进入，当开始极片卷烘烤时闸门2.2处于关闭状态；

所述极片卷小车3包括转动挂钩3.1、转轴3.2、转轴支架3.3、小车平板3.4、固定挂钩3.5、极片卷支撑座3.6、小车推板3.7、销轴3.8、挡圈3.9、车轮支架3.10、车轮3.11和小车车体3.12；所述极片卷小车3前后两端分别安装有转动挂钩3.1和固定挂钩3.5；所述小车平板3.4固定安装在小车车体3.12下表面；所述转轴支架3.3、固定挂钩3.5和车轮支架3.10均固定在小车平板3.4上；所述转轴支架3.3与转动挂钩3.1通过转轴3.2铰链连接，转轴3.2上安装有扭簧，用于转动挂钩3.1的转动与回位；转动挂钩3.1可转动，形状为钩状，能够与另一辆极片卷小车3的固定挂钩3.5相配合；所述车轮3.11通过销轴3.8安装在车轮支架3.10上，销轴3.8的两端通过挡圈3.9固定；所述小车车体3.12上表面对称放置有极片卷支撑座3.6，用于放置极片卷4；所述小车车体3.12前端固连有小车推板3.7，用于承受极片卷输送装置5的推力；

所述极片卷输送装置5的作用是将极片卷小车3推入到烘烤罐体7内，并依次烘烤推入罐体内的极片卷4，直至烘烤罐体所能盛放的最大数量(本实施例为五辆，即一次烘烤五个极片卷)；所述极片卷输送装置5包括固定架体5.1、移动架体5.2、丝杠减速器5.3、丝杠减速器安装板5.4、滚珠丝杠5.5、梅花联轴器5.6、丝杠螺母5.7、丝杠螺母安装板5.8、下底板5.9、丝杠固定座5.10、丝杠套筒5.11、丝杠安装板5.12、丝杠座支撑侧5.13、丝杠座安装板5.14、丝杠座安装架5.15、第五导轨安装板5.16、第五导轨5.17、滑块5.18、移动架体上滑板5.19、小车推动装置5.20、圆导轨5.21和圆导轨安装板5.22；所述减速器安装板5.4安装在固定架体5.1上；所述丝杠减速器5.3安装在减速器安装板5.4上，其为移动架体5.2的动力源；丝杠减速器5.3的输出端通过梅花联轴器5.6与滚珠丝杠5.5的一端连接；所述滚珠丝杠5.5与丝杠螺母5.7配合；所述丝杠螺母5.7安装在丝杠螺母安装板5.8中，丝杠螺母安装板5.8与移动架体安装板5.9连接；所述移动架体5.2放置在移动架体安装板5.9上；所述滚珠丝杠5.5安装在丝杠固定座5.10上；所述丝杠固定座5.10由丝杠套筒5.11支撑，所述丝杠固定座5.10安装在丝杠安装板5.12上；所述滚珠丝杠5.5的另一端固定在丝杠座支撑侧5.13上；所述丝杠座支撑侧5.13安装在丝杠座安装板5.14上；所述丝杠座安装板5.14安装在丝杠座安装架5.15上；所述固定架体5.1上端面固定安装有第五导轨安装板5.16；所述第五导轨安装板5.16上装有两个第五导轨5.17，第五导轨5.17分别与四个滑块5.18滑动配合，实现移动架体5.2的横向运动；所述滑块5.18固定安装在移动架体安装板5.9上；所述移动架体5.2上安装有丝杠螺母传动装置，用于对极片卷小车3的推动；所述移动架体上滑板5.19上固连有小车推动装置5.20，用于推动小车向前运动；所述移动架体安装板5.9上放置有圆导轨安装板5.22；所述圆导轨5.21放置于圆导轨安装板5.22上，作为小车行进的轨道；

所述极片卷拖拽装置6的作用是将烘烤罐体7内烘烤好的极片卷小车3拖拽出来，当烘烤罐体7内的极片卷4烘烤完毕后，通过极片卷拖拽装置6的挂钩与极片卷小车3前端的固定挂钩3.5连接，从而将烘烤好的极片卷拖拽出去；

所述烘烤罐体7包括内衬体7.1、外衬体7.2、支撑柱7.3、衬体内导轨安装板7.4、衬体内导轨7.5和烘烤罐支腿7.6；所述烘烤罐体7主体为圆柱体腔体；所述内衬体7.1和外衬体7.2通过支撑柱7.3连接，内衬体7.1和外衬体7.2之间经过抽真空处理而防止烘烤罐体内的热量流失，并且提高烘烤效率；所述内衬体7.1内部放置有衬体内导轨安装板7.4；所述衬体内导轨安装板7.4上开有通风槽，用于氮气在罐内的流通；衬体内导轨安装板7.4上放置有衬体内导轨7.5，用于极片卷小车在烘烤罐体7内的行进作用；所述烘烤罐支腿7.6安装在架体11上，用于支撑烘烤罐体7；

所述侧门窗8包括侧门板8.1、门体板8.2、密封条8.3、闸板8.4、闸板连接架8.5、第二转臂8.6、第二长销轴8.7、第二滑套8.8、第二滑动轴8.9、滑动轴承支座8.10、气缸连接杆8.11、第三导轨8.12、第四导轨8.13、o型圈8.14、侧门板气缸8.15、门板密封条8.16和法兰盘8.17；在烘烤罐体7外侧开有侧门窗8；所述侧门板8.1一端面固定在门体板8.2上，另一端面与内衬体7.1连接；所述第三导轨8.12和第四导轨8.13安装在侧门板8.1上；所述侧门板气缸8.15与门体板8.2通过法兰盘8.17与o型圈8.14连接，气缸连接杆8.11上端与侧门板气缸8.15的输出端连接；所述密封条8.3安装在门体板8.2与闸板8.4之间，起密封作用；所述闸板8.4可开启，闸板8.4两端安装有两组滑动轴承支座8.10；滑动轴承支座8.10上装有轴承，轴承与第三导轨8.12配合，滑动轴承支座8.10通过轴承能够在第三导轨8.12中滑动；四个闸板连接架8.5安装在闸板8.4上，第二长销轴8.7与闸板连接架8.5铰链连接；所述第二转臂8.6一端与第二长销轴8.7连接，另一端与第二滑动轴8.9连接；所述第二滑动轴8.9的轴端安装有第二滑套8.8，第二滑套8.8与第四导轨8.13配合，第二滑动轴8.9通过第二滑套8.8能够在第四导轨8.13中滑动；第二滑动轴8.9中间部分与气缸连接杆8.11连接，当侧门板气缸8.15缩短时闸板8.4开启，气缸伸长时闸板8.4关闭；所述门板密封条8.16安装在内衬体7.1与侧门板8.1之间，起密封作用；

所述检验口9固定在烘烤罐体7上，内部与侧门窗8连通；检验口9的作用是便于检测极片卷的干燥程度，可通过侧门窗8开启的状态下在无氧无水环境中测试烘烤极片卷4的含水量，以确保极片卷烘烤过程的正常进行；

所述抽真空管道10一端伸入烘烤罐体7的内衬体7.1内部，另一端外接真空系统，用于将内衬体7.1内的气体排出，以达到真空状态排出内衬体7.1内的杂质；

所述后门窗12与烘烤罐体7连接，后门窗12与烘烤罐体7之间通过密封条密封，隔绝烘烤箱内外的空气流通。

本发明锂电池极片卷真空烘烤干燥生产线的工作原理和工作流程是：

1)待烘干的极片卷由极片卷小车3盛放，通过极片卷输送装置5上的滚珠丝杠5.5动力源将极片卷小车3推入到烘烤罐体内部。

2)极片卷小车3最初置于移动架体5.2上的圆导轨5.21上，极片卷输送装置5的动作分为两步，首先是由固定架体5.1的动力源丝杠减速器5.3将移动架体向前推动，直至移动架体5.2上的圆导轨5.21与烘烤罐体7内的衬体内导轨7.5对接，此时再由位于移动架体5.2上的丝杠减速器将极片卷小车3推入到烘烤罐体7内，当烘烤罐体7进入第二个极片卷小车3时，极片卷小车3前端的固定挂钩3.5在推力的作用下将前一个极片卷小车3末端的转动挂钩3.1顶起并且嵌入，转动挂钩3.1在扭簧的作用下完成转动及复位，经由此两个极片卷小车3完成连接，并在丝杠减速器的作用下一起向前行进，可在满足烘烤罐体长度的前提下同时进行若干辆极片卷小车3同时烘烤；

3)当极片卷小车3进入烘烤罐体7内时，前门窗2通过前门窗气缸2.1拉动将闸门2.2开启，待极片卷小车3都进入到烘烤罐体7后，前门窗2通过前门窗气缸2.1推动2.2关闭，烘烤罐体7处于完全密封状态，此时抽真空系统10开启，对烘烤罐体7内部进行抽真空，抽真空结束后，氮气流通系统开始工作，在烘烤罐体7内部输入热氮气，进行对极片卷的烘烤，此次烘烤结束后，再通过氮气系统将冷氮气排除，将抽真空与氮气交互过程进行3到5次后，完成极片卷的烘烤过程。在极片卷小车3进入烘烤罐体后，通过侧门窗8和检验口9在极片卷小车3内部粘贴温度传感器，可随时在生产线外部观察烘烤罐体内极片卷的温度变化，以确保烘烤完毕。极片卷小车3下端安装有车轮组，极片卷小车3可通过车轮组在安装有衬体内导轨7.5的烘烤罐体7内与极片卷输送装置5上的圆导轨5.21上运动；

4)烘烤结束后，后门窗12开启，烘烤完成的极片卷小车3由在后门窗12处的极片卷拖拽装置6在减速器滚珠丝杠提供动力源的作用下，位于极片卷拖拽装置6移动架体前端的转动挂钩3.1与极片卷小车3前端的固定挂钩3.5连接，极片卷小车后端转动挂钩在烘烤罐体内挡铁的作用下完成脱钩，由此使极片卷小车3逐个拖出。

本发明未述及之处适用于现有技术。