一种电池烘烤方法及系统

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，具体为一种电池烘烤方法及系统。

背景技术

锂离子电池是目前世界上最先进的商品化二次电池，随着各种电子产品的发展，对锂离子电池的需求量呈现迅速增长态势，对锂电池生产设备的性能和生产效率提出了更高的要求。锂离子电池的制造是一个复杂的过程，包括多个不同的工艺过程，每一个工艺过程又包括许多小的工序，经过多个工艺过程生产出成品单体电池。电池烘烤是目前动力电池必不可少的关键工序，其烘烤干燥的程度和一致性，直接影响电池的性能品质。但一直以来，电池的烘烤都是确定烘烤的真空度、温度、时间。但不同季节不同批次电池来料水分存在着不同，这有就有可能一些电池水分没达到标准，要重新进行烘烤。有些电池来料水分较低，烘烤后电池水分也低，这样就造成一是一些来料电池水分高的需再次烘烤，二是烘烤后电池水分一致性较差。

现有技术中，专利公开号为CN107741122A的发明专利，公开一种锂离子电池烘烤方法和制备方法，具体包括，真空干燥包括至少六次如下循环过程：先抽真空；然后将所述电池在温度为82-88℃的条件下进行烘烤，当所述烘烤箱内的气体压强达到饱和蒸汽压时停止烘烤，并破真空处理；其中，所述破真空处理过程中向所述烘烤箱内通入干燥的氮气或惰性气体。即在现有技术中，氮气环节也循环六次。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：解决不同批次初始水分含量不同电池烘烤时，需要重复烘烤，且烘烤后电池水分一致性差，同时，烘烤时，需要氮气循环，增加生产成本的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种电池烘烤方法，包括以下步骤：

S100，选定同批次的电池放入真空烘烤箱内，对所述真空烘烤箱抽真空至设定真空度，然后向所述真空烘烤箱内充入氮气至设定值，开启加热所述电池；

S200，对所述电池进行预热至设定的烘烤温度后，保持恒温；

S300，抽真空，使所述真空烘烤箱的压力至设定的初始压力P0；继续烘烤至设定的时间后，记录此时所述真空烘烤箱的压力Pn；再次抽真空，使所述真空烘烤箱的压力至设定的初始压力P0；

S400，重复步骤S300，并记录每次相同时间内所述真空烘烤箱的压力值，直至所述真空烘烤箱的压力小于设定的标准压力值Ps，停止烘烤；

S500，所述电池真空干燥完成后，再次对所述真空烘烤箱抽真空至初始压力P0。

优点：本发明可以应用于不同批次初始水分含量不同电池烘烤时，可保证极片烘烤水分一次合格，无需重复烘烤，且没有氮气循环，降低了生产成本，同时，可以保证电池烘烤后较好的水分一致性。

在本发明的一实施例中，所述真空烘烤箱设定的真空度范围为50-500Pa。

在本发明的一实施例中，设定的初始压力范围为0-100Pa。

在本发明的一实施例中，所述烘烤温度为90±5℃。

在本发明的一实施例中，所述每次烘烤的时间为10～45分钟。

在本发明的一实施例中，所述标准压力值为90Pa。

在本发明的一实施例中，所述氮气的设定值为90～100KPa。

在本发明的一实施例中，相同时间内，当所述真空烘烤箱的压力小于设定的标准压力值时，此时电池的水分符合标准。

一种根据上述所述的电池烘烤方法的系统，包括：

启动模块，用于选定同批次的电池放入真空烘烤箱内，对所述真空烘烤箱抽真空至设定真空度，然后向所述真空烘烤箱内充入氮气至设定值，开启加热所述电池；

预热模块，用于对所述电池进行预热至设定的烘烤温度后，保持恒温；

烘烤模块，用于抽真空，使所述真空烘烤箱的压力至设定的初始压力；继续烘烤至设定的时间后，记录此时所述真空烘烤箱的压力；再次抽真空，使所述真空烘烤箱的压力至设定的初始压力；

烘烤结束模块，用于重复所述烘烤模块的动作，并记录每次相同时间内所述真空烘烤箱的压力值，直至所述真空烘烤箱的压力小于设定的标准压力值，停止烘烤；

缓存模块，用于所述电池真空干燥完成后，再次对所述真空烘烤箱抽真空至初始压力。

在本发明的一实施例中，相同时间内，当所述真空烘烤箱的压力小于设定的标准压力值时，此时电池的水分符合标准。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在电池加热到设定温度时，抽真空干燥，到一定时间后，再抽真空，相较于目前方法省去了氮气循环，节省了氮气同时干燥时间也减少，对于来料不同水分的电池可以一次烘烤合格，烘烤后水分一致性高。

同时，本发明与现有技术相比，背景技术中的现有技术破真空需要氮气，而本发明直接抽真空，不需要氮气；现有技术经过6次循环后，检测水分，如果不合格，需要再次重新烘烤，而本发明一次烘烤到水分合格，本发明的一次烘烤合格，是指的水分高的电芯的会自动增加烘烤时间，而不是在检测后，不合格在再次重新烘烤。

现有技术要到饱和蒸气压时用氮气破真空，本发明不到饱和蒸气压时直接抽真空，本发明与之对比烘烤速度快，时间短。本发明比现有技术节省氮气，降低能耗，且一次可以烘烤到水分合格，时间短，效率高。

附图说明

图1为本发明实施例的一种电池烘烤方法流程图。

图2为本发明实施例的烘烤过程烘箱压力随时间变化示意图。

图3为本发明实施例的电池水分和压力的关系曲线。

图4为本发明的实施例的一种电池烘烤方法的系统框图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。

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”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1和图2所示，本发明提供一种电池烘烤方法，包括以下步骤：

S100，选定同批次的电池放入真空烘烤箱内，对所述真空烘烤箱抽真空至设定真空度，然后向所述真空烘烤箱内充入氮气至设定值，开启加热所述电池。

在本发明的一实施例中，所述真空烘烤箱设定的真空度范围为50-500Pa。具体的，将某一型号电池，按照预定的烘烤数量装入真空烘烤烘箱抽真空至50Pa然后充入氮气至90～100KPa，开启加热，烘烤温度在90±5℃，本实施例中，温度控制取90℃。

S200，对所述电池进行预热至设定的烘烤温度后，保持恒温。

S300，抽真空，使所述真空烘烤箱的压力至设定的初始压力P0；继续烘烤至设定的时间后，记录此时所述真空烘烤箱的压力Pn；再次抽真空，使所述真空烘烤箱的压力至设定的初始压力P0。

在本发明的一实施例中，初始压力的取值范围为0-100Pa，所述每次烘烤的时间为10～45分钟。具体的，待电池预热至设定的烘烤温度后，保持恒温并抽真空至设定的初始压力50Pa，烘烤至所设定的时间30分钟后，记录烘箱内的压力P1，再次抽真空至初始压力，重复进行上述过程，记录每个过程烘箱内的压力，至烘箱压力小于所设定标准值90Pa，停止烘烤。

在本实施例中，以30分钟为例，根据试验获取，时间与烘箱压力对照数据，请参阅表1所示。

表1时间与烘箱压力对照数据

S400，重复步骤S300，并记录每次相同时间内所述真空烘烤箱的压力值，直至所述真空烘烤箱的压力小于设定的标准压力值Ps，停止烘烤。

在本发明的一实施例中，电池标准要求水分≤500PPm，设定标准值90Pa，为根据多次验证得到，验证数据见表2所示。

表2烘箱压力与电池水分对照表(烘烤30分钟)

对表2中的数据进行数据拟合，获取图3，以及得到电池水分和压力的关系曲线，y＝12.18x-586.7，当水分y＝500ppm，得到压力为89.22Pa，取整数压力标准值为90Pa。

电池在烘箱内升温到设定温度，同时物料中的湿份汽化，真空可以降低水的汽化温度，加速干燥，水分蒸发到一定程度后抽真空，排出湿气，加热一定时间，再次抽真空，如此循环，直至干燥完成。在恒定温度下，物料中的水分一定，则经过一定的时间蒸发出的水分一定，即烘箱内的蒸气压一定，由此确定烘烤完成烘箱压力标准值。

S500，所述电池真空干燥完成后，再次对所述真空烘烤箱抽真空至初始压力P0。

请参阅图1至图4所示，本发明还提供一种电池烘烤方法的系统，包括启动模块、预热模块、烘烤模块、烘烤结束模块和缓存模块。具体的，启动模块用于选定同批次的电池放入真空烘烤箱内，对所述真空烘烤箱抽真空至设定真空度，然后向所述真空烘烤箱内充入氮气至设定值，开启加热所述电池。预热模块用于对所述电池进行预热至设定的烘烤温度后，保持恒温。烘烤模块用于抽真空，使所述真空烘烤箱的压力至设定的初始压力；继续烘烤至设定的时间后，记录此时所述真空烘烤箱的压力；再次抽真空，使所述真空烘烤箱的压力至设定的初始压力。烘烤结束模块，用于重复所述烘烤模块的动作，并记录每次相同时间内所述真空烘烤箱的压力值，直至所述真空烘烤箱的压力小于设定的标准压力值，停止烘烤。缓存模块用于所述电池真空干燥完成后，再次对所述真空烘烤箱抽真空至初始压力。其中，当所述真空烘烤箱的压力小于设定的标准压力值时，此时电池的水分符合标准。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。