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电池干燥系统及方法

文献发布时间:2023-06-19 18:29:06


电池干燥系统及方法

技术领域

本申请涉及一种锂离子电池干燥技术领域,尤其涉及一种电池干燥系统及方法。

背景技术

锂离子电池真空干燥工艺作为电池生产工艺的重要环节,对锂离子电池的安全性和品质提升具有十分关键的作用。

锂离子电池干燥设备包括单体式和隧道式,目前单体式干燥设备一般采用多层烘箱结构,分布在烘箱各层的真空腔体独立运转且工作不同步,承载电池的托盘需要分批次地送入相应的真空腔体内进行干燥,在完成干燥后需要分批次地从真空腔体内取出,导致电池烘干效率不高。

发明内容

本申请的目的是克服现有的锂离子电池干燥设备的烘干效率低的问题,提出一种电池干燥系统及方法。

本申请是通过以下技术方案实现的:

第一方面,提出一种电池干燥系统,所述系统包括:

托盘承载机构,包括可移动的载体、多个托盘以及输送组件,所述载体具有一容置空间,所述托盘用于放置多个电池,所述输送组件用于将所述托盘转移至所述容置空间内或从所述容置空间内取出;

传输机构,包括第一导轨、第一驱动组件,所述第一导轨仅一端位于烘箱内,所述载体包括在所述第一导轨上滚动的定位轮,所述载体与所述第一驱动组件连接,所述第一驱动组件用于驱动所述载体沿所述第一导轨移动,使所述载体移动至烘箱内或从烘箱内运出;

烘箱,包括箱体、加热组件、电动门,所述箱体设有至少两个容纳腔,所述容纳腔一侧形成门口,每个所述容纳腔内壁的两侧设有承载部,所述加热组件滑动设置在所述托盘的下方,所述加热模块用于加热所述烘箱,所述电动门设置在所述箱体外,用于密封所述容纳腔;

升降机构,设置在所述烘箱上,包括升降组件、第二驱动组件,所述加热组件与所述升降组件连接,所述第二驱动组件与所述升降组件连接,所述第二驱动组件用于驱动所述升降组件进而带动所述加热组件与所述托盘抵接或分离。

在本申请的一个实施例中,所述系统还包括:第一电池输送组件,用于将电池输送至上料工位;上料机构,用于将上料工位处的电池转移至托盘上;下料机构,用于所述托盘中烘干后的电池转移至下料工位;第二电池传输组件,用于将烘干后的电池输送离开。

在本申请的一个实施例中,多个所述托盘可沿第一方向或第二方向移动,以将所述托盘设于所述容置空间内或从所述容置空间内取出,所述第一方向与所述第二方向相反;沿竖直方向从下往上观察,所述载体设有齿条及多个定位轮,以便于外部设备通过所述齿条及多个所述定位轮移动所述载体移动至烘箱内或从烘箱内运出。

在本申请的一个实施例中,所述载体设有顶板、与所述顶板相平行的底板、第一侧板以及与所述第一侧板相平行的第二侧板,所述顶板一端与所述第一侧板相连,另一端与所述第二侧板相连,所述底板一端与所述第一侧板相连,另一端与所述第二侧板相连,以形成所述容置空间;所述齿条和多个所述定位轮设于所述底板背离所述顶板的一面;所述第一侧板和所述第二侧板的相对一面均设有多个第一辅助轮,多个所述第一辅助轮的径向与所述第一侧板相平行,所述托盘两侧均设有第二导轨,所述托盘在所述容置空间内沿所述第一方向或所述第二方向移动时,该所述托盘的两个所述第二导轨置于多个所述第一辅助轮上,且多个所述第一辅助轮同时转动。

在本申请的一个实施例中,所述第一侧板和所述第二侧板的相对一面均设有多个第二辅助轮,多个所述第二辅助轮的径向与所述第一侧板相垂直,所述托盘在所述容置空间内沿所述第一方向或所述第二方向移动时,该所述托盘的两侧壁与多个所述第一辅助轮接触,且多个所述第一辅助轮同时转动。

在本申请的一个实施例中,所述输送组件包括支撑组件;其中,所述支撑组件可沿竖直方向移动,以调整所述支撑组件相对于所述载体的高度,所述容置空间内的任一所述托盘可沿第二方向移动并设于所述支撑组件上,所述支撑组件上的一所述托盘可沿第一方向移动并设于所述容置空间内,所述第一方向与所述第二方向相反。

在本申请的一个实施例中,所述第一驱动组件包括第一驱动件以及与所述齿条啮合的传动齿轮组,所述第一驱动件用于驱动所述传动齿轮组运转,以带动所述齿条沿第三方向运动,并使多个所述定位轮在所述第三导轨上沿第一方向滚动,使所述载体移动至烘箱内或从烘箱内运出。

在本申请的一个实施例中,所述电动门包括至少两个门体、第一支撑架、第二驱动组件、限位模块和吸附模块,所述第二驱动组件设置于所述第一支撑架,所述门体的宽度方向记为第四方向,所述第二驱动组件用于驱动所述门体沿所述第四方向运动;所述限位模块设置于所述第一支撑架,所述限位模块用于将所述门体锁止或解锁于所述第一支撑架;所述吸附模块设置于所述第一支撑架,所述吸附模块将所述门体盖合于所述门口,进而密封所述容纳腔。

在本申请的一个实施例中,所述升降机构还包括支架;

所述升降组件包括第一升降杆、第一支撑件和底座,所述第一升降杆与所述第一支撑件固定连接,且所述第一支撑件与所述底座滑动连接,所述底座固定于所述支架;所述第二驱动组件包括第一驱动器,所述第一驱动器固定于所述支架用于驱动所述第一升降杆的升降;所述第二驱动组件还包括第二驱动器和第三驱动器,所述第二驱动器和所述第三驱动器与所述第一驱动器对称错位设置,所述升降组件还包括第二升降杆、第二支撑件、第三升降杆和第三支撑件,所述第二支撑件一端与所述第二升降杆连接,另一端用于支撑所述加热组件,所述第二支撑件相对所述第一支撑件设置于所述加热组件的一侧,且所述第三支撑件一端与所述第三升降杆连接,另一端用于支撑所述加热组件,所述第二支撑件相对所述第一支撑件设置于所述加热组件的另一侧,所述第二驱动器用于驱动所述第二升降杆的升降,所述第三驱动器用于驱动所述第三升降杆的升降。

在本申请的一个实施例中,所述第二驱动器包括第一驱动单元、第二支撑架和第二驱动单元,所述第二驱动单元固定于所述第二支撑架用于驱动所述第二升降杆,所述第一驱动单元固定于所述支架用于驱动所述第二支撑架转动,以使所述第二支撑件相对所述第二升降杆转动;所述第三驱动器包括第三驱动单元、第三支撑架和第四驱动单元,所述第四驱动单元固定于所述第三支撑架用于驱动所述第三升降杆,所述第三驱动单元固定于所述支架用于驱动所述第三支撑架转动,以使所述第三支撑件相对所述第三升降杆转动。

第二方面,提出一种电池干燥方法,所述电池干燥方法应用于上述电池干燥系统,所述方法包括:

传输机构将空闲的托盘承载机构输送至上料工位;

上料后,托盘承载机构将放置有待干燥电池的托盘通过输送组件转移至所述托盘承载机构的容置空间内;

传输机构将容置有待干燥电池的托盘承载机构输送至烘箱门口;

托盘承载机构进入烘箱的箱体内;

烘箱关闭电动门;

升降机构的第二驱动组件驱动升降组件将加热组件移动至放置有待干燥电池的托盘下部,使所述加热组件与所述托盘抵接;

烘箱启动所述加热组件加热所述烘箱;

加热完毕后,升降机构的第二驱动组件驱动升降组件将加热组件远离放置有干燥电池的托盘下部,使所述加热组件与所述托盘分离;

烘箱打开电动门;

托盘承载机构离开烘箱的箱体;

传输机构将容置有干燥电池的托盘承载机构输送至下料工位

上述电池干燥系统及方法,首先,利用托盘承载机构来承载电池,将多个托盘放置在载体内,再将放置有托盘的载体输送至烘箱内,相较与现有技术利用机械手来将电池移动至烘箱内,载体一次能承载更多的托盘,也就能承载更多的电池,因此在电池干燥工艺中,能减少将电池输送至烘箱内的时间,进而提高烘干效率。

其次,利用输送组件将托盘转移至载体的容置空间内或从容置空间内取出,能快速完成上下料,节省电池上料或下料所花费的时间,提高电池烘干效率。

此外,通过传输机构将载体整体传输至烘箱内,使多个托盘上的电池能够同步进行干燥处理,有效提高电池的一致性和品质。

同时,在烘箱外设置电动门,通过控制门体的移动来对箱体的容纳腔的门口进行密封,进而控制密封后的容纳腔中的加热模块启动对电池加热烘干,克服现有技术中大批量电池独立烘干困难的技术问题。

最后,相较于现有技术将托盘和加热组件一体化设置,利用加热组件和烘箱内的触点进行通电,存在触点接触不良以及容易真空放电问题,本申请将加热组件和托盘分开设置,将加热组件直接设置在烘箱内,通过线缆为加热组件供电。当托盘进入烘箱后,通过升降机构控制加热组件上升,与托盘抵接,加热组件加热,从而烘干托盘内的电池,避免了触点接触不良以及真空放电问题,提高了设备的安全性,同时由于减少了加热组件的触点,因此能改善并提高电池加热温度的均匀性,显著改善同一批次电池水分干燥的一致性。

附图说明

图1为一个实施例中的电池干燥系统结构示意图;

图2为一个实施例中的电池干燥系统结构示意图;

图3为一个实施例中的电池干燥系统结构示意图;

图4为一个实施例中的电池干燥系统结构示意图;

图5为一个实施例中的电池干燥系统结构示意图;

图6为一个实施例中的电池干燥系统结构示意图;

图7为一个实施例中的电池干燥系统结构示意图;

图8为一个实施例中的电池干燥系统结构示意图;

图9为一个实施例中的电池干燥系统结构示意图;

图10为一个实施例中的电池干燥系统结构示意图;

图11为图10中A处的局部放大示意图;

图12为一个实施例中的电池干燥系统结构示意图;

图13为一个实施例中的电池干燥系统结构示意图;

图14为一个实施例中的电池干燥系统结构示意图;

图15为一个实施例中的电池干燥方法的工作流程示意图。

其中:

1、托盘承载机构;11、载体;111、定位轮;112、齿条;113、顶板;114、底板;115、第一侧板;116、第二侧板;117、第一辅助轮;118、第二辅助轮;119、第二导轨;12、托盘;13、输送组件;131、支撑组件;2、传输机构;21、第一导轨;22、第一驱动组件;221、第一驱动件;222、传动齿轮组;3、烘箱;31、箱体;311、容纳腔;3111、承载部;32、加热组件;33、电动门;331、门体;332、第一支撑架;333、第二驱动组件;334、限位模块;

335、吸附模块;4、升降机构;41、升降组件;411、第一升降杆;412、第一支撑件;413、底座;414、第二升降杆;415、第二支撑件;416、第三升降杆;417、第三支撑件;42、第二驱动组件;421、第一驱动器;422、第二驱动器;4221、第一驱动单元;4222、第二支撑架;4223、第二驱动单元;423、第三驱动器;4231、第三驱动单元;4232、第三支撑架;4233、第四驱动单元;43、支架;5、第一电池输送组件;6、上料机构;7、下料机构;8、第二电池传输组件;9、电池。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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他实施例,都属于本申请保护的范围。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件上,它可以直接在另一个部件上或者间接设置在另一个部件上;当一个部件被称为是“连接于”另一个部件,它可以是直接连接到另一个部件或间接连接至另一个部件上。

需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”

、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

须知,本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本申请可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

锂离子电池真空干燥工艺作为电池生产工艺的重要环节,对锂离子电池的安全性和品质提升具有十分关键的作用。

锂离子电池干燥设备包括单体式和隧道式,目前单体式干燥设备一般采用多层烘箱结构,分布在烘箱各层的真空腔体独立运转且工作不同步,承载电池的托盘需要分批次地送入相应的真空腔体内进行干燥,在完成干燥后需要分批次地从真空腔体内取出,导致电池烘干效率不高。

如图1所示,为了解决上述问题,本申请提出了一种电池干燥系统,所述系统包括:

托盘承载机构1,包括可移动的载体11、多个托盘12以及输送组件13,所述载体11具有一容置空间,所述托盘12用于放置多个电池,所述输送组件13用于将所述托盘12转移至所述容置空间内或从所述容置空间内取出;

传输机构2,包括第一导轨21、第一驱动组件22,所述第一导轨21仅一端位于烘箱3内,所述载体11包括在所述第一导轨21上滚动的定位轮111,所述载体11与所述第一驱动组件22连接,所述第一驱动组件22用于驱动所述载体11沿所述第一导轨21移动,使所述载体11移动至烘箱3内或从烘箱3内运出;

烘箱3,包括箱体31、加热组件32、电动门33,所述箱体31设有至少两个容纳腔311,所述容纳腔311一侧形成门口,每个所述容纳腔311内壁的两侧设有承载部3111,所述加热组件32滑动设置在所述托盘12的下方,所述加热模块用于加热所述烘箱3,所述电动门33设置在所述箱体31外,用于密封所述容纳腔311;

升降机构4,设置在所述烘箱3上,包括升降组件41、第二驱动组件333,所述加热组件32与所述升降组件41连接,所述第二驱动组件333与所述升降组件41连接,所述第二驱动组件333用于驱动所述升降组件41进而带动所述加热组件32与所述托盘12抵接或分离。

值得注意的是,电池干燥系统设置在干燥房内,用于锂电池的干燥工序中。在本申请中,电池的具体干燥过程为:待干燥的电池由第一电池输送组件513从上一道工序的结束位置输送至上料工位,载体11经过传输机构2移动至上料工位,此时载体11通过输送组件13将内部的空托盘12输送至外界,上料机构6将待干燥电池转移至空托盘12内,当一个空托盘12装满后,输送组件13将装满待干燥电池的托盘12转移至载体11内部的容置空间内,随后输送组件13再将其他空托盘12输送至外界,重复上料操作,直至载体11内部的空托盘12全部装满,随后传输机构2带动载体11从上料工位移动至烘箱3的正前方,打开烘箱3的自动门,装有电池的载体11通过第一导轨21移动至烘箱3内,等到预设数量的载体11全部移动到烘箱3内后,将自动门关闭,升降机构4将原本设置在载体11内的托盘12的下方的加热组件32上升,使得加热组件32与托盘12的下方抵接,此时开启加热组件32,开始烘干加热组件32。烘干完毕后,此时待干燥电池经过烘干已经变成了干燥的电池,打开自动门,载体11通过第一导轨21移动至烘箱3外的传输机构2上,传输机构2带动载体11输送至下料工位,输送组件13将装满干燥电池的托盘12从载体11内部的容置空间内输送至外界,由下料机构7将装满干燥电池的托盘12内一一将干燥电池转移至下料工位,将一个托盘12内的干燥电池全部转移走后,输送组件13将空托盘12输送至载体11内部,再将其他装有干燥电池的托盘12取出,直至载体11内的所有干燥电池全部转移至下料工位,下料的同时,第二电池传输组件8将干燥电池即烘干后的电池输送至下一道工序的起始位置。

具体的,如图2所示,为了将多个托盘12同时放入烘箱3内,以便于烘箱3同时对多个托盘12上的电池进行干燥处理,在本实施例中,托盘12用于放置多个电池,而托盘12可沿水平方向设于载体11的容置空间内,使得载体11能携带多个托盘12进行移动。托盘12可沿水平方向从容置空间内取出,以便于托盘12上的多个电池进行下一道工序,例如进行下料、冷却等。值得注意的是,现有技术中,单体式干燥设备一般采用多层烘箱3结构,每层烘箱3仅能放置一个用于批量装载电池的托盘12,由于各层烘箱3组成的真空腔体独立运转且工作不同步,生产区域设备的空间利用率不高,极易导致各个托盘12上的电池的一致性,影响锂离子电池品质。而在本申请中,托盘承载机构1可以放置多个托盘12,而烘箱3可以放置整个托盘承载机构1,即烘箱3可同时对多个托盘12上的电池进行干燥处理,多个电池在同一环境下同时进行干燥处理,使得多个电池的电压、电流等参数较为均一,有效提高电池的一致性和品质,一致性指多个电池的参数趋于一致,如多个电池的电压、电流等参数较为均一。现有技术中,部分单层烘箱3采用单层托盘12,或者多层托盘12叠加的方式进行干燥,由于安置在烘箱3中用于批量装载电池的托盘12需要通过机械手进行上料、下料或移转,并且机械手一次只能对一个托盘12进行上料、下料或移转,当托盘12数量较多时,必然导致托盘12运输调度系统复杂且工作量大,腔体内每个托盘12的空间需要通过中央调度机器人机器人进行上下料,因此托盘12的数量很大程度上决定了调度系统的复杂性,托盘12数量越多,系统越难以调度,同时通过机械手对托盘12进行上、下料及移转所花费的时间也越长,影响电池的烘干效率。而在本申请中,托盘承载机构1可以放置多个托盘12,而烘箱3可以放置整个托盘承载机构1,即烘箱3可同时对多个托盘12上的电池进行干燥处理,大大地简化了调度系统,节省了操作时间,从而提高了电池的烘干效率,即提高对多个电池干燥处理的效率。为了更好地将托盘12设于载体11的容置空间内,在本实施例中,多个托盘12可沿第一方向F1或第二方向F2移动,以将托盘12设于容置空间内或从容置空间内取出,第一方向F1与第二方向F2相反。具体的,托盘12可沿第一方向F1设于载体11的容置空间内,或沿第二方向F2从载体11的容置空间内取出。

具体的,如图7和图8所示,传输机构2包括:第一导轨21、第一驱动组件22,载体11可分层放置承载电池的托盘12,载体11底部具有在第一导轨21上滚动的定位轮111,驱动组件用于驱动载体11沿着导轨运动。其中,第一导轨21的一端位于烘箱3内,另一端位于烘箱3外,位于烘箱3外的这一端可设置于上料台或下料台,以便于机械手对载体11承载的托盘12进行上下料。在本实施例中,第一导轨21的轨迹为直线,第一导轨21的长度方向为第三方向F3,载体11的底部具有沿第三方向F3延伸的齿条112,驱动组件包括与齿条112啮合的传动齿轮组222,以及用于驱动传动齿轮组222的第一驱动组件22。其中,第一驱动组件22为电机,第一驱动组件22运行时其输出轴可以带动传动齿轮组222运行,以带动与传动齿轮组222啮合的齿条112沿第三方向F3运动,使载体11被带动同步运动,以实现载体11沿第三方向F3往烘箱3内的运动以及从烘箱3内出来的运动。

具体的,如图9-12所示,烘箱3,包括箱体31、加热组件32和电动门33,箱体31设有至少两个容纳腔311,容纳腔311一侧形成门口,每个容纳腔311内壁的两侧设有承载部3111;托盘12从门口通过承载部3111插入容纳腔311;加热组件32相对箱体31滑动于托盘12的下方,加热组件32用于加热干燥电池;电动门33包括至少两个门体331、第一支撑架332、第二驱动组件42、限位模块334和吸附模块335,第二驱动组件42设置于第一支撑架332,门体331的宽度方向记为第一方向,第二驱动组件42用于驱动门体331沿第一方向运动;限位模块334设置于第一支撑架332,限位模块334用于将门体331锁止或解锁于第一支撑架332;吸附模块335设置于第一支撑架332,吸附模块335将门体331盖合于门口用于密封容纳腔311。具体应用中,电动门33可以为两个门体331、三个门体331或多个门体331,对应箱体31的容纳腔311可以为二个、三个或多个,其中,门体331可以遮挡于容纳腔311一侧的门口,或门体331可以部分遮挡于容纳腔311的门口,又或门体331可以全部遮挡于容纳腔311的门口上,当容纳腔311中的门口打开时,托盘12装有电池后可以通过承载部3111插入容纳腔311中,其中,承载部3111为滚动轮,使得托盘12顺畅地插入到容纳腔311中;当容纳腔311中的门口闭合后,加热组件32开始加热,加热组件32将热量通过托盘12容置槽侧方形成的镂空槽传递给电池,对电池进行干燥,这样通过控制烘箱3中对应的门体331的打开或关闭即可完成对电池的干燥,优选的,门体331和容纳腔311的数量均为两个,这样可以提高烘箱3不间断地对大批量的电池进行烘烤,同时,减少烘箱3的占地空间。

具体的,如图13和图14所示,升降机构4包括升降组件41、第二驱动组件42;升降组件41包括第一升降杆411、第一支撑件412和底座413,第一升降杆411与第一支撑件412固定连接,且第一支撑件412与底座413滑动连接,底座413固定于支架43;第二驱动组件42包括第一驱动器421,第一驱动器421固定于支架43用于驱动第一升降杆411的升降。具体应用中,通过推送载体11将托盘12推送至支架43中,其中,托盘12的底部是镂空的,露出电池的底部,加热组件32移动到电池的下方,对电池的底部进行加热,从而对电池进行干燥,为了使得这个过程自动高效的进行,从而实现对电池进行批量的加热干燥:首先,推送载体11将托盘12插入到支架43中,此时,托盘12的电池底部距离加热组件32具有一定距离,第一驱动器421驱动第一升降杆411带动第一支撑件412升降,第一支撑件412支撑加热组件32上升,当加热组件32到达电池底部的下方时,第一驱动器421停止驱动,其中,第一驱动器421为第一伺服电机,这样可以使得第一驱动器421进行控制移动间距,然后加热组件32启动工作,从而对电池进行快速干燥。

第二驱动组件42还包括第二驱动器422和第三驱动器423,第二驱动器422和第三驱动器423与第一驱动器421对称错位设置,升降组件41还包括第二升降杆414、第二支撑件415、第三升降杆416和第三支撑件417,第二支撑件415一端与第二升降杆414连接,另一端用于支撑加热组件32,第二支撑件415相对第一支撑件412设置于加热组件32的一侧,且第三支撑件417一端与第三升降杆416连接,另一端用于支撑加热组件32,第二驱动器422用于驱动第二升降杆414的升降,第三驱动器423用于驱动第三升降杆416的升降。具体应用中,为了使得第一支撑件412的前后两侧可以平稳地支撑加热组件32,第二驱动组件42还包括第二驱动器422和第三驱动器423,其中,第二驱动器422和第三驱动器423与第一驱动器421对称错位设置,且第二驱动器422用于驱动第二升降杆414的升降来使得第二支撑件415支撑加热组件32,第三驱动器423用于驱动第三升降杆416的升降来使得第三支撑件417支撑加热组件32,其中,第二支撑件415与第三支撑件417左右对称卡设于加热组件32上且与第一支撑件412前后对称将发热板进行四点稳定抵接台升结构,防止加热组件32意外脱落。

在一种可能的实施方式中,第二驱动器422包括第一驱动单元4221、第二支撑架4222和第二驱动单元4223,第二驱动单元4223固定于第二支撑架4222用于驱动第二升降杆414,第一驱动单元4221固定于支架43用于驱动第二支撑架4222转动,以使第二支撑件415相对第二升降杆414转动;第三驱动器423包括第三驱动单元4231、第三支撑架4232和第四驱动单元4233,第四驱动单元4233固定于第三支撑架4232用于驱动第三升降杆416,第三驱动单元4231固定于支架43用于驱动第三支撑架4232转动,以使第三支撑件417相对第三升降杆416转动。具体应用中,为了避免第二支撑件415和第三支撑件417在阻碍电池进入到支撑架中,第二驱动器422包括第一驱动单元4221、第二支撑架4222和第二驱动单元4223,其中,第二驱动单元4223固定于第二支撑架4222用于驱动第二升降杆414,第一驱动单元4221固定于支架43用于驱动第二支撑架4222转动,以使第二支撑件415相对第二升降杆414顺时针转动90°;第三驱动器423包括第三驱动单元4231、第三支撑架4232和第四驱动单元4233,其中,第四驱动单元4233固定于第三支撑架4232用于驱动第三升降杆416,第三驱动单元4231固定于支架43用于驱动第三支撑架4232转动,以使第三支撑件417相对第三升降杆416逆时针转动90°,从而避免电池插入支架43时造成机械干涉。

上述电池干燥系统,首先,利用托盘承载机构1来承载电池,将多个托盘12放置在载体11内,再将放置有托盘12的载体11输送至烘箱3内,相较与现有技术利用机械手来将电池移动至烘箱3内,载体11一次能承载更多的托盘12,也就能承载更多的电池,因此在电池干燥工艺中,能减少将电池输送至烘箱3内的时间,进而提高烘干效率。

其次,利用输送组件13将托盘12转移至载体11的容置空间内或从容置空间内取出,能快速完成上下料,节省电池上料或下料所花费的时间,提高电池烘干效率。

此外,通过传输机构2将载体11整体传输至烘箱3内,使多个托盘12上的电池能够同步进行干燥处理,有效提高电池的一致性和品质。

同时,在烘箱3外设置电动门33,通过控制门体331的移动来对箱体31的容纳腔311的门口进行密封,进而控制密封后的容纳腔311中的加热模块启动对电池加热烘干,克服现有技术中大批量电池独立烘干困难的技术问题。

最后,相较于现有技术将托盘12和加热组件32一体化设置,利用加热组件32和烘箱3内的触点进行通电,存在触点接触不良以及容易真空放电问题,本申请将加热组件32和托盘12分开设置,将加热组件32直接设置在烘箱3内,通过线缆为加热组件32供电。当托盘12进入烘箱3后,通过升降机构4控制加热组件32上升,与托盘12抵接,加热组件32加热,从而烘干托盘12内的电池,避免了触点接触不良以及真空放电问题,提高了设备的安全性,同时由于减少了加热组件32的触点,因此能改善并提高电池加热温度的均匀性,显著改善同一批次电池水分干燥的一致性。

在一个具体的实施例中,如图1所示,所述系统还包括:第一电池输送组件513,用于将电池输送至上料工位;上料机构6,用于将上料工位处的电池转移至托盘12上;下料机构7,用于所述托盘12中烘干后的电池转移至下料工位;第二电池传输组件8,用于将烘干后的电池输送离开。

值得注意的是,在上料过程中,待干燥的电池由第一电池输送组件513从上一道工序的结束位置输送至上料工位,载体11经过传输机构2移动至上料工位,此时载体11通过输送组件13将内部的空托盘12输送至外界,上料机构6将待干燥电池转移至空托盘12内,当一个空托盘12装满后,输送组件13将装满待干燥电池的托盘12转移至载体11内部的容置空间内,随后输送组件13再将其他空托盘12输送至外界,重复上料操作,直至载体11内部的空托盘12全部装满。

在下料过程中,输送组件13将装满干燥电池的托盘12从载体11内部的容置空间内输送至外界,由下料机构7将装满干燥电池的托盘12内一一将干燥电池转移至下料工位,将一个托盘12内的干燥电池全部转移走后,输送组件13将空托盘12输送至载体11内部,再将其他装有干燥电池的托盘12取出,直至载体11内的所有干燥电池全部转移至下料工位,下料的同时,第二电池传输组件8将干燥电池即烘干后的电池输送至下一道工序的起始位置。

如图2所示,在一个具体的实施例中,多个所述托盘12可沿第一方向或第二方向移动,以将所述托盘12设于所述容置空间内或从所述容置空间内取出,所述第一方向与所述第二方向相反;沿竖直方向从下往上观察,所述载体11设有齿条112及多个定位轮111,以便于外部设备通过所述齿条112及多个所述定位轮111移动所述载体11移动至烘箱3内或从烘箱3内运出。

值得注意的是,在本实施例中,托盘承载机构1可以放置多个托盘12,而烘箱3可以放置整个托盘承载机构1,即烘箱3可同时对多个托盘12上的电池进行干燥处理,大大地简化了调度系统,节省了操作时间,从而提高了电池的烘干效率,即提高对多个电池干燥处理的效率。为了更好地将托盘12设于载体11的容置空间内,在本实施例中,多个托盘12可沿第一方向F1或第二方向F2移动,以将托盘12设于容置空间内或从容置空间内取出,第一方向F1与第二方向F2相反。具体的,托盘12可沿第一方向F1设于载体11的容置空间内,或沿第二方向F2从载体11的容置空间内取出。如图3所示,载体11的底部具有沿第三方向F3延伸的齿条112以及定位轮111,定位轮111用于与外部设备的轨道滑动连接,使得定位轮111可在指定轨道上移动,同时配合通过外部设备的齿轮与载体11的齿条112啮合的方式,驱使载体11移动,使得载体11沿同一方向移动.驱动组件包括与齿条112啮合的传动齿轮组222,以及用于驱动传动齿轮组222的第一驱动组件22。其中,第一驱动组件22为电机,第一驱动组件22运行时其输出轴可以带动传动齿轮组222运行,以带动与传动齿轮组222啮合的齿条112沿第三方向F3运动,使载体11的定位轮111被带动同步运动,以实现载体11沿第三方向F3往烘箱3内的运动以及从烘箱3内出来的运动。

如图4和图5所示,在一个具体的实施例中,所述载体11设有顶板113、与所述顶板113相平行的底板114、第一侧板115以及与所述第一侧板115相平行的第二侧板116,所述顶板113一端与所述第一侧板115相连,另一端与所述第二侧板116相连,所述底板114一端与所述第一侧板115相连,另一端与所述第二侧板116相连,以形成所述容置空间;所述齿条112和多个所述定位轮111设于所述底板114背离所述顶板113的一面;所述第一侧板115和所述第二侧板116的相对一面均设有多个第一辅助轮117,多个所述第一辅助轮117的径向与所述第一侧板115相平行,所述托盘12两侧均设有第二导轨119,所述托盘12在所述容置空间内沿所述第一方向或所述第二方向移动时,该所述托盘12的两个所述第二导轨119置于多个所述第一辅助轮117上,且多个所述第一辅助轮117同时转动。

值得注意的是,载体11设有顶板113、与顶板113相平行的底板114、第一侧板115以及与第一侧板115相平行的第二侧板116,顶板113一端与第一侧板115相连,另一端与第二侧板116相连,底板114一端与第一侧板115相连,另一端与第二侧板116相连,以形成容置空间,齿条112和多个定位轮111设于底板114背离顶板113的一面。具体的,多个定位轮111分成两排设于齿条112的两侧,两排定位轮111分别在指定轨道上移动,同时配合通过外部设备的齿轮与载体11的齿条112啮合的方式,驱使载体11移动,使得载体11沿同一方向移动。为了更好地将托盘12在容置空间位置沿第一方向F1或第二方向F2移动,在一实施例中,第一侧板115和第二侧板116的相对一面均设有多个第一辅助轮117,多个第一辅助轮117的径向与第一侧板115相平行,即多个第一辅助轮117的径向与第二侧板116相平行,托盘12两侧均设有第二导轨119,托盘12在容置空间内沿第一方向F1或第二方向F2移动时,该托盘12的两个第二导轨119置于多个第一辅助轮117上,且多个第一辅助轮117同时转动。具体的,当托盘12设于容置空间内时,托盘12两侧均设有第二导轨119置于多个第一辅助轮117上,以便于托盘12在载体11的容置空间内沿第一方向F1或第二方向F2移动。

在一个具体的实施例中,所述第一侧板115和所述第二侧板116的相对一面均设有多个第二辅助轮118,多个所述第二辅助轮118的径向与所述第一侧板115相垂直,所述托盘12在所述容置空间内沿所述第一方向或所述第二方向移动时,该所述托盘12的两侧壁与多个所述第一辅助轮117接触,且多个所述第一辅助轮117同时转动。

值得注意的是,为了更好地将托盘12在容置空间位置沿第一方向F1或第二方向F2移动,在一实施例中,第一侧板115和第二侧板116的相对一面均设有多个第二辅助轮118,多个第二辅助轮118的径向与第一侧板115相垂直,即多个第二辅助轮118的径向与第一侧板115相垂直,托盘12在容置空间内沿第一方向F1或第二方向F2移动时,该托盘12的两侧壁与多个第一辅助轮117接触,且多个第一辅助轮117同时转动。具体的,当托盘12设于容置空间内时,托盘12两侧设于多个第二辅助轮118上,以便于托盘12在载体11的容置空间内沿第一方向F1或第二方向F2移动。在本一实施例中,同一排的多个第一辅助轮117与多个第二辅助轮118交替设置。

如图6所示,在一个具体的实施例中,所述输送组件13包括支撑组件131;其中,所述支撑组件131可沿竖直方向移动,以调整所述支撑组件131相对于所述载体11的高度,所述容置空间内的任一所述托盘12可沿第二方向移动并设于所述支撑组件131上,所述支撑组件131上的一所述托盘12可沿第一方向移动并设于所述容置空间内,所述第一方向与所述第二方向相反。

值得注意的是,输送组件13包括支撑组件131,载体11可设于输送组件13中,同时支撑组件131设于载体11的外侧,支撑组件131可沿竖直方向移动,容置空间内的任一托盘12可沿第二方向F2移动并设于支撑组件131上,支撑组件131上的一托盘12可沿第一方向F1移动并设于容置空间内,第二方向F2与第一方向F1相反,第二方向F2或第一方向F1垂直于竖直方向。在一实施例中,当载体11设于输送组件13中时,支撑组件131设于载体11的外侧,支撑组件131可沿竖直方向移动,以调整支撑组件131相对于载体11的高度,使得操作者可根据需求将容置空间内的任一托盘12沿第二方向F2移动并设于支撑组件131上,操作者能够直接在支撑组件131上进行上料或下料,当完成上料或下料后,便可将支撑组件131上的托盘12沿第一方向F1移动并设于容置空间内,从而快速完成上料或下料。值得注意的是,载体11上的托盘12进行电池上料或下料,传统方法是通过人工卸下容置空间上的托盘12,完成上料或下料后再装入容置空间内,因此托盘12数量越多,将托盘12进行电池上料或下料所花费的时间就越长,影响锂离子电池生产效率。而在本申请中,载体11上的托盘12不需要拆卸下来再进行电池上料或下料,而是根据操作者需要将容置空间内需要上料或下料的托盘12沿第二方向F2移动并设于支撑组件131上,直接在支撑组件131上进行上料或下料,完成上料或下料后,便可将支撑组件131上的托盘12沿第一方向F1移动并设于容置空间内,从而快速完成上料或下料,如此,便可节省电池上料或下料所花费的时间,使得锂离子电池生产效率大大提高。

如图7和图8所示,在一个具体的实施例中,所述第一驱动组件22包括第一驱动件221以及与所述齿条112啮合的传动齿轮组222,所述第一驱动件221用于驱动所述传动齿轮组222运转,以带动所述齿条112沿第三方向运动,并使多个所述定位轮111在所述第一导轨21上沿第三方向滚动,使所述载体11移动至烘箱3内或从烘箱3内运出。

值得注意的是,传输机构2包括:第一导轨21、第一驱动组件22,载体11可分层放置承载电池的托盘12,载体11底部具有在第一导轨21上滚动的定位轮111,驱动组件用于驱动载体11沿着导轨运动。其中,第一导轨21的一端位于烘箱3内,另一端位于烘箱3外,位于烘箱3外的这一端可设置于上料台或下料台,以便于机械手对载体11承载的托盘12进行上下料。在本实施例中,第一导轨21的轨迹为直线,第一导轨21的长度方向为第三方向F3,载体11的底部具有沿第三方向F3延伸的齿条112,驱动组件包括与齿条112啮合的传动齿轮组222,以及用于驱动传动齿轮组222的第一驱动组件22。其中,第一驱动组件22为电机,第一驱动组件22运行时其输出轴可以带动传动齿轮组222运行,以带动与传动齿轮组222啮合的齿条112沿第三方向F3运动,使载体11被带动同步运动,以实现载体11沿第三方向F3往烘箱3内的运动以及从烘箱3内出来的运动。

如图9-图12所示,在一个具体的实施例中,所述电动门33包括至少两个门体331、第一支撑架332、第二驱动组件42、限位模块334和吸附模块335,所述第二驱动组件42设置于所述第一支撑架332,所述门体331的宽度方向记为第四方向,所述第二驱动组件42用于驱动所述门体331沿所述第四方向运动;所述限位模块334设置于所述第一支撑架332,所述限位模块334用于将所述门体331锁止或解锁于所述第一支撑架332;所述吸附模块335设置于所述第一支撑架332,所述吸附模块335将所述门体331盖合于所述门口,进而密封所述容纳腔311。

值得注意的是,电动门33包括至少两个门体331、第一支撑架332、第二驱动组件42、限位模块334和吸附模块335,第二驱动组件42设置于第一支撑架332,门体331的宽度方向记为第一方向,第二驱动组件42用于驱动门体331沿第一方向运动;限位模块334设置于第一支撑架332,限位模块334用于将门体331锁止或解锁于第一支撑架332;吸附模块335设置于第一支撑架332,吸附模块335将门体331盖合于门口用于密封容纳腔311。具体应用中,电动门33可以为两个门体331、三个门体331或多个门体331,对应箱体31的容纳腔311可以为二个、三个或多个,其中,门体331可以遮挡于容纳腔311一侧的门口,或门体331可以部分遮挡于容纳腔311的门口,又或门体331可以全部遮挡于容纳腔311的门口上,当容纳腔311中的门口打开时,托盘12装有电池后可以通过承载部3111插入容纳腔311中,其中,承载部3111为滚动轮,使得托盘12顺畅地插入到容纳腔311中;当容纳腔311中的门口闭合后,加热组件32开始加热,加热组件32将热量通过托盘12容置槽侧方形成的镂空槽传递给电池,对电池进行干燥,这样通过控制烘箱3中对应的门体331的打开或关闭即可完成对电池的干燥,优选的,门体331和容纳腔311的数量均为两个,这样可以提高烘箱3不间断地对大批量的电池进行烘烤,同时,减少烘箱3的占地空间。

如图13和图14所示,在一个具体的实施例中,所述升降机构4还包括支架43;所述升降组件41包括第一升降杆411、第一支撑件412和底座413,所述第一升降杆411与所述第一支撑件412固定连接,且所述第一支撑件412与所述底座413滑动连接,所述底座413固定于所述支架43;所述第二驱动组件42包括第一驱动器421,所述第一驱动器421固定于所述支架43用于驱动所述第一升降杆411的升降;所述第二驱动组件42还包括第二驱动器422和第三驱动器423,所述第二驱动器422和所述第三驱动器423与所述第一驱动器421对称错位设置,所述升降组件41还包括第二升降杆414、第二支撑件415、第三升降杆416和第三支撑件417,所述第二支撑件415一端与所述第二升降杆414连接,另一端用于支撑所述加热组件32,所述第二支撑件415相对所述第一支撑件412设置于所述加热组件32的一侧,且所述第三支撑件417一端与所述第三升降杆416连接,另一端用于支撑所述加热组件32,所述第二支撑件415相对所述第一支撑件412设置于所述加热组件32的另一侧,所述第二驱动器422用于驱动所述第二升降杆414的升降,所述第三驱动器423用于驱动所述第三升降杆416的升降。

值得注意的是,升降机构4包括升降组件41、第二驱动组件42;升降组件41包括第一升降杆411、第一支撑件412和底座413,第一升降杆411与第一支撑件412固定连接,且第一支撑件412与底座413滑动连接,底座413固定于支架43;第二驱动组件42包括第一驱动器421,第一驱动器421固定于支架43用于驱动第一升降杆411的升降。具体应用中,通过推送载体11将托盘12推送至支架43中,其中,托盘12的底部是镂空的,露出电池的底部,加热组件32移动到电池的下方,对电池的底部进行加热,从而对电池进行干燥,为了使得这个过程自动高效的进行,从而实现对电池进行批量的加热干燥:首先,推送载体11将托盘12插入到支架43中,此时,托盘12的电池底部距离加热组件32具有一定距离,第一驱动器421驱动第一升降杆411带动第一支撑件412升降,第一支撑件412支撑加热组件32上升,当加热组件32到达电池底部的下方时,第一驱动器421停止驱动,其中,第一驱动器421为第一伺服电机,这样可以使得第一驱动器421进行控制移动间距,然后加热组件32启动工作,从而对电池进行快速干燥。

第二驱动组件42还包括第二驱动器422和第三驱动器423,第二驱动器422和第三驱动器423与第一驱动器421对称错位设置,升降组件41还包括第二升降杆414、第二支撑件415、第三升降杆416和第三支撑件417,第二支撑件415一端与第二升降杆414连接,另一端用于支撑加热组件32,第二支撑件415相对第一支撑件412设置于加热组件32的一侧,且第三支撑件417一端与第三升降杆416连接,另一端用于支撑加热组件32,第二驱动器422用于驱动第二升降杆414的升降,第三驱动器423用于驱动第三升降杆416的升降。具体应用中,为了使得第一支撑件412的前后两侧可以平稳地支撑加热组件32,第二驱动组件42还包括第二驱动器422和第三驱动器423,其中,第二驱动器422和第三驱动器423与第一驱动器421对称错位设置,且第二驱动器422用于驱动第二升降杆414的升降来使得第二支撑件415支撑加热组件32,第三驱动器423用于驱动第三升降杆416的升降来使得第三支撑件417支撑加热组件32,其中,第二支撑件415与第三支撑件417左右对称卡设于加热组件32上且与第一支撑件412前后对称将发热板进行四点稳定抵接台升结构,防止加热组件32意外脱落。

在一个具体的实施例中,所述第二驱动器422包括第一驱动单元4221、第二支撑架4222和第二驱动单元4223,所述第二驱动单元4223固定于所述第二支撑架4222用于驱动所述第二升降杆414,所述第一驱动单元4221固定于所述支架43用于驱动所述第二支撑架4222转动,以使所述第二支撑件415相对所述第二升降杆414转动;所述第三驱动器423包括第三驱动单元4231、第三支撑架4232和第四驱动单元4233,所述第四驱动单元4233固定于所述第三支撑架4232用于驱动所述第三升降杆416,所述第三驱动单元4231固定于所述支架43用于驱动所述第三支撑架4232转动,以使所述第三支撑件417相对所述第三升降杆416转动。

值得注意的是,第二驱动器422包括第一驱动单元4221、第二支撑架4222和第二驱动单元4223,第二驱动单元4223固定于第二支撑架4222用于驱动第二升降杆414,第一驱动单元4221固定于支架43用于驱动第二支撑架4222转动,以使第二支撑件415相对第二升降杆414转动;第三驱动器423包括第三驱动单元4231、第三支撑架4232和第四驱动单元4233,第四驱动单元4233固定于第三支撑架4232用于驱动第三升降杆416,第三驱动单元4231固定于支架43用于驱动第三支撑架4232转动,以使第三支撑件417相对第三升降杆416转动。具体应用中,为了避免第二支撑件415和第三支撑件417在阻碍电池进入到支撑架中,第二驱动器422包括第一驱动单元4221、第二支撑架4222和第二驱动单元4223,其中,第二驱动单元4223固定于第二支撑架4222用于驱动第二升降杆414,第一驱动单元4221固定于支架43用于驱动第二支撑架4222转动,以使第二支撑件415相对第二升降杆414顺时针转动90°;第三驱动器423包括第三驱动单元4231、第三支撑架4232和第四驱动单元4233,其中,第四驱动单元4233固定于第三支撑架4232用于驱动第三升降杆416,第三驱动单元4231固定于支架43用于驱动第三支撑架4232转动,以使第三支撑件417相对第三升降杆416逆时针转动90°,从而避免电池插入支架43时造成机械干涉。

如图15所示,为了解决现有的锂离子电池干燥设备的烘干效率低的问题,本申请提出了一种电池干燥方法,所述电池干燥方法应用于上述电池干燥系统,所述方法包括:

步骤101:传输机构将空闲的托盘承载机构输送至上料工位;

步骤102:上料后,托盘承载机构将放置有待干燥电池的托盘通过输送组件转移至所述托盘承载机构的容置空间内;

步骤103:传输机构将容置有待干燥电池的托盘承载机构输送至烘箱门口;

步骤104:托盘承载机构进入烘箱的箱体内;

步骤105:烘箱关闭电动门;

步骤106:升降机构的第二驱动组件驱动升降组件将加热组件移动至放置有待干燥电池的托盘下部,使所述加热组件与所述托盘抵接;

步骤107:烘箱启动所述加热组件加热所述烘箱;

步骤108:加热完毕后,升降机构的第二驱动组件驱动升降组件将加热组件远离放置有干燥电池的托盘下部,使所述加热组件与所述托盘分离;

步骤109:烘箱打开电动门;

步骤110:托盘承载机构离开烘箱的箱体;

步骤111:传输机构将容置有干燥电池的托盘承载机构输送至下料工位。

值得注意的是,电池干燥系统设置在干燥房内,用于锂电池的干燥工序中。在本申请中,电池的具体干燥过程为:待干燥的电池由第一电池输送组件513从上一道工序的结束位置输送至上料工位,载体11经过传输机构2移动至上料工位,此时载体11通过输送组件13将内部的空托盘12输送至外界,上料机构6将待干燥电池转移至空托盘12内,当一个空托盘12装满后,输送组件13将装满待干燥电池的托盘12转移至载体11内部的容置空间内,随后输送组件13再将其他空托盘12输送至外界,重复上料操作,直至载体11内部的空托盘12全部装满,随后传输机构2带动载体11从上料工位移动至烘箱3的正前方,打开烘箱3的自动门,装有电池的载体11通过第一导轨21移动至烘箱3内,等到预设数量的载体11全部移动到烘箱3内后,将自动门关闭,升降机构4将原本设置在载体11内的托盘12的下方的加热组件32上升,使得加热组件32与托盘12的下方抵接,此时开启加热组件32,开始烘干加热组件32。烘干完毕后,此时待干燥电池经过烘干已经变成了干燥的电池,打开自动门,载体11通过第一导轨21移动至烘箱3外的传输机构2上,传输机构2带动载体11输送至下料工位,输送组件13将装满干燥电池的托盘12从载体11内部的容置空间内输送至外界,由下料机构7将装满干燥电池的托盘12内一一将干燥电池转移至下料工位,将一个托盘12内的干燥电池全部转移走后,输送组件13将空托盘12输送至载体11内部,再将其他装有干燥电池的托盘12取出,直至载体11内的所有干燥电池全部转移至下料工位,下料的同时,第二电池传输组件8将干燥电池即烘干后的电池输送至下一道工序的起始位置。

上述电池干燥方法,首先,利用托盘承载机构来承载电池,将多个托盘放置在载体内,再将放置有托盘的载体输送至烘箱内,相较与现有技术利用机械手来将电池移动至烘箱内,载体一次能承载更多的托盘,也就能承载更多的电池,因此在电池干燥工艺中,能减少将电池输送至烘箱内的时间,进而提高烘干效率。

其次,利用输送组件将托盘转移至载体的容置空间内或从容置空间内取出,能快速完成上下料,节省电池上料或下料所花费的时间,提高电池烘干效率。

此外,通过传输机构将载体整体传输至烘箱内,使多个托盘上的电池能够同步进行干燥处理,有效提高电池的一致性和品质。

同时,在烘箱外设置电动门,通过控制门体的移动来对箱体的容纳腔的门口进行密封,进而控制密封后的容纳腔中的加热模块启动对电池加热烘干,克服现有技术中大批量电池独立烘干困难的技术问题。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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06120115581985