加热装置及加工设备

技术领域

本发明涉及电池加工设备技术领域，特别涉及一种加热装置及加工设备。

背景技术

在电池的加工过程中，正极片和负极片隔着隔膜片层叠压合形成电池复合盖片，在压合电池复合盖片之前，通常需要分别对正极片和负极片预热，再对层叠的电池复合盖片进行初步压合以及加热，以使隔膜片融解后和正极片以及负极片之间实现初步的定位粘合。现有技术中多采用电热加热或者电磁加热的方式对极片进行加热，其中，电磁加热的方式加热迅速，能量转化率高，近年来使用率逐渐增高。

但是，电磁感应线圈和待加热零件之间的距离不易确定，距离大，耦合效应较弱，能量转换效率低，耗能高，成本大；相反，距离小，则耦合效率较强，能量转换效率强，工件被加热的时间缩小，速度快。但由于间隙过小，操作不方便，易产生短路，且零件的热量容易传到电磁感应线圈上，不利于电磁感应线圈的散热，降低了电磁感应线圈的使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种加热装置，旨在解决如何确定待加热零件和电磁感应线圈之间距离的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的加热装置，用以加热薄片零件，所述加热装置包括：定位件、固定架、电磁感应线圈以及传输件，所述定位件设有定位腔和过孔，所述定位腔用于收容所述薄片零件，所述过孔设于所述定位腔的底部并贯穿所述定位件；所述电磁感应线圈安装于所述固定架；所述传输件可运动地安装于所述固定架并可伸入以及退出所述定位腔和所述过孔，所述传输件用以朝靠近或远离所述电磁感应线圈的方向输送所述薄片零件，所述传输件在输送路径上具有加热位置，所述加热位置位于所述电磁感应线圈的加热区域内；其中，所述薄片零件在厚度方向上的最大投影长度为a，于所述加热位置，所述薄片零件在所述厚度方向上的投影面的轮廓线到所述电磁感应线圈的内轮廓的距离为b满足9a-180≤b≤5a+40。

可选地，所述传输件包括传输杆，所述传输杆可伸入以及退出所述定位腔和所述过孔，所述传输杆设有相连通的过气通道和过气孔，所述过气孔开设于所述传输杆的顶端，所述传输杆用以推动所述薄片零件；所述加热装置还包括真空机构，所述真空机构的真空口与所述过气通道连通，所述真空机构用以调节所述过气通道的真空度，以使所述薄片零件吸固于所述传输杆。

可选地，所述加热装置还包括安装于所述固定架的抵持件，所述抵持件靠近所述电磁感应线圈的加热区域，所述抵持件用于将输送至所述加热位置的薄片零件抵持在所述传输杆上。

可选地，所述传输杆设有安装凸台，所述加热装置还包括支撑台和弹性件，所述弹性件抵持于所述安装凸台和所述支撑台之间，以使所述传输杆于运动方向弹性安装于所述固定架。

可选地，所述抵持件设有连通的吹气通道和吹气孔，所述吹气孔开设于所述抵持件朝向所述传输件的一侧；所述加热装置还包括气体驱动装置，所述气体驱动装置的出气口与所述吹气通道连通，所述气体驱动装置用于通过所述吹气通道和吹气口朝向被加热后的薄片零件吹气。

可选地，所述抵持件朝向所述传输件的一侧开设有定位槽，所述吹气孔开设于所述定位槽的槽底，所述定位槽用以容纳所述薄片零件。

可选地，所述抵持件朝向所述传输件的一侧还开设有走气槽，所述走气槽贯通所述定位槽。

可选地，所述传输杆的数量为至少两个，于所述加热位置，两个所述传输杆在所述加热区域内间隔设置，一所述传输杆分别用以输送一所述薄片零件。

可选地，所述加热装置还包括触控显示屏，所述触控显示屏用于显示并且触控调节输入电源的参数。

本发明还提出一种加工设备，用于将电极片和隔膜片压合，所述加工设备包括如上所述的加热装置。

本发明加热装置中，通过限定电磁感应线圈和待加热零件之间的距离与待加热零件的尺寸之间的关系，从而保证待加热零件的加热效率以及能量转化率，且便于电磁感应线圈的散热。另一方面，传输件可以在靠近以及远离电磁感应线圈的方向上输送电池复合盖片，从而便于控制电极盖帽在电磁感应线圈内的位置，进而控制电极盖帽的加热温度。此外，在加热过程中，通过给电磁感应线圈施加高频电流，使热量趋向集中于电池复合盖片中正电极片和负电极片的表面，从而快速熔化正电极片和负电极片之间的隔膜片，以使正电极片、隔膜片和负电极片之间快速粘合，且能量转化率高。

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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明中电池复合盖片及其定位件一实施例的结构示意图；

图2为本发明加热装置一实施例的结构示意图；

图3为本发明加热装置一实施例的俯视图；

图4为图3中加热装置沿A-A方向的剖视图；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为本发明中电磁感应线圈及电池复合盖片一实施例的俯视图；

图7为本发明中抵持件一实施例的结构示意图；

图8为图7中B处的局部放大图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在电池的加工过程中，正极片和负极片隔着隔膜片层叠压合形成电池复合盖片，在压合电池复合盖片之前，通常需要分别对正极片和负极片预热，再对层叠的电池复合盖片进行初步压合以及加热，以使隔膜片融解后和正极片以及负极片之间实现初步的定位粘合。现有技术中多采用电热加热或者电磁加热的方式对极片进行加热，其中，电磁加热的方式加热迅速，能量转化率高，近年来使用率逐渐增高。

但是，电磁感应线圈和待加热零件之间的距离不易确定，距离大，耦合效应较弱，能量转换效率低，耗能高，成本大；相反，距离小，则耦合效率较强，能量转换效率强，工件被加热的时间缩小，速度快。但由于间隙过小，操作不方便，易产生短路，且零件的热量容易传到电磁感应线圈上，不利于电磁感应线圈的散热，降低了电磁感应线圈的使用寿命。

本发明提出一种加热装置，用以加热薄片零件。

在本发明实施例中，如图1、图2和图6所示，图1为本发明中电池复合盖片20及其定位件10一实施例的结构示意图，图2为本发明加热装置一实施例的结构示意图；图6为本发明中电磁感应线圈及电池复合盖片一实施例的俯视图。

该加热装置包括：定位件10、固定架30、电磁感应线圈40以及传输件50，定位件10开设有定位腔11和过孔12，定位腔11用于收容薄片零件20，过孔12开设于定位腔11的腔底并贯穿定位件10。电磁感应线圈40安装于固定架30，传输件50可运动安装于固定架30并可伸入以及退出定位腔11和过孔12，传输件50用以朝靠近或远离电磁感应线圈40的方向输送薄片零件，传输件50在输送路径上具有加热位置，加热位置位于电磁感应线圈40的加热区域41内。

其中，薄片零件在厚度方向上的最大投影长度为a，于加热位置，薄片零件在厚度方向上的投影面的轮廓线到电磁感应线圈40的内轮廓的距离为b，b满足9a-180≤b≤5a+40。在本实施例中，薄片零件以待压合的电池复合盖片20为例做出说明，电池复合盖片20包括层叠设置的第一电极片21、隔膜片22和第二电极片23。第一电极片21和第二电极片23中的一者为正电极片、另一者为负电极片。隔膜片22设于第一电极片21和第二电极片23之间。其中，正电极片选用的材料为不锈钢或铝，负电极片选用的材料为不锈钢。在本申请实施例中第一电极片21、隔膜片22和第二电极片23的外轮廓均为圆形，固在厚度方向上的最大投影长度为a为三者之中最大的直径，但本申请不对适用加热的薄片零件的具体形状做出限定，在本申请的一些实施例中，薄片零件还可以是椭圆形或者是多边形等，当薄片零件是椭圆形时，a为椭圆的长轴的长度；当薄片零件是长方形时，a为对角线的长度。还需要说明的是，本申请还可以对单个正电极片或者单个负电极片进行加热，且本申请的加热装置对应加热的单个正电极片、单个负电极片或者电池复合盖片20的a的范围为3mm-20mm。

第一电极片21、隔膜片22和第二电极片23可被先后上料至定位件10上，定位件10可承载着第一电极片21、隔膜片22和第二电极片23在输送机构的不同工位之间活动。

对于上述定位件10，请具体参阅图1，定位件10为长方体板材结构，定位件10用于薄片零件的定位安装，在本申请实施例中，对应为第一电极片21、隔膜片22和第二电极片23的定位安装，从而便于传输件50输送薄片零件。应当理解的是，在本申请实施例中，定位件10为可拆卸的安装部件，用户使用时可以根据实际情况将定位件10安装到工作台上，但本申请不对此做出限定，在本申请的其他实施例中，定位件10可以和工作台一体设置，即此时定位件10为工作台。

固定架30用以供电磁感应线圈40和传输件50安装，电磁感应线圈40和传输件50可安装于固定架30的同一侧，以使传输件50可沿直线路径靠近或远离电磁感应线圈40。在本申请实施例中，传输件50安装于电磁感应线圈40的下方，传输件50可沿固定架30做升降运动。

对于上述电磁感应线圈40，电磁感应线圈40为空心的紫铜圆管绕制形成，成体呈细长的腰形，即加热区域呈腰形，电磁感应线圈40的内部通有冷却液，用于电磁感应线圈40的冷却。传输件50将电池复合盖片20输送至加热区域的中心位置，即加热位置位于加热区域的中心位置，因为电磁感应线圈40内部的磁场密度不均匀，中心位置磁场密度最大，传输件50将电池复合盖片20输送至加热区域的中心位置可以提高能量转化，有效地利用磁场。应当理解，本申请不对电磁感应线圈40的具体材质做出限定，在本申请的其他实施例中，电磁感应线圈40还可以是黄铜等其他磁性金属材料。需要说明的是，在本申请中，薄片零件在厚度方向上的投影面的轮廓线到电磁感应线圈40的内轮廓的距离指的是轮廓线到起主要加热作用的线圈的距离，例如图6所示，本申请实施例的电磁感应线圈40整体呈腰型，起主要加热作用的线圈为对称两侧的直线线圈，此时距离b即为直线线圈到轮廓线的距离，但本申请不对电磁感应线圈40的具体形状做出限定，在本申请的其他实施例中，电磁感应线圈40可以呈圆形或者多边形等其他形状，此时距离b根据实际的情况去判断，一般情况可认定为，在垂直于电磁感应线圈40的磁场方向上，薄片零件在厚度方向上的投影面的轮廓线到起主要加热作用的线圈的内轮廓的最小距离。还需要说明的是，在本申请中，薄片零件的定义为厚度方向投影的最大尺寸和厚度尺寸的比值大于20，且对申请对应加工薄片零件体积厚度小，故整体体积，因此本申请实施例中选用了单匝线圈即可满足加热需求，但本申请不对线圈的数量做出限定，在本申请的其他实施例中，线圈的匝数可以设置为多匝，例如3匝、7匝等。

传输件50在输送路径上具有初始位置，初始位置位于加热位置的下方。定位件10承载着待压合的电池复合盖片20来到电磁感应线圈40下方时，处于初始位置的传输件50位于电池复合盖片20的下方，此时传输件50上升以将电池复合盖片20输送至加热位置。传输杆件50可从定位件10下方伸入过孔12，并将电池复合盖片20顶出定位腔11，从而只将电池复合盖片20输送至电磁感应线圈40的加热区域41，以避免定位件10也受电磁影响产生热量。

电池复合盖片20到达电磁感应线圈40的加热区域41后，电磁感应线圈40开启，通过电磁感应原理加热电池复合盖片20，从而可在较短的时间内(如0.2秒)将电池复合盖片20加热到预设温度。

另一方面，根据电流的趋肤效应，电流会集中在零件的表面，且电流频率越高趋肤效应越明显，固实际加工生产时，可以给电磁感应线圈40施加高频电流，使热量趋向集中于第一电极片21和第二电极片23的表面，因为本申请对应加工的零件为薄片零件，厚度较小，一般不超过1mm，用户可以根据使用需求适当提高电流的频率，以使热量集中在薄片零件的表面，从而快速熔化与薄片零件接触的隔膜片22的表面，以使第一电极片21、隔膜片22和第二电极片23之间快速粘合，使加热时间短且能量转化率高。

加热结束后，传输件50下降以将电池复合盖片20送回定位腔12上，以使电池复合盖片20可随定位件10被输送机构输送至下一个工位进行压合。

如图3至图5所示，图3为本发明加热装置一实施例的俯视图；图4为图3中加热装置沿A-A方向的剖视图；图5为图4中A处的局部放大图。

传输件50包括传输杆51，传输杆51可伸入以及退出定位腔11和过孔12，传输杆51设有相连通的过气通道511和过气孔512，过气孔512开设于传输杆51的顶端，传输杆51用以推动薄片零件。加热装置还包括真空机构，真空机构的真空口与过气通道511连通，真空机构用以调节过气通道511的真空度，以使薄片零件吸固于传输杆51。

传输杆51沿竖直方向延伸，传输件50还可包括驱动器，驱动器用以驱动传输杆51运动。驱动器可为液压缸或驱动电机，在此不做限制。传输杆51可从定位件10下方伸入过孔12，并将电池复合盖片20顶出收容腔11，从而只将电池复合盖片20输送至电磁加热线圈电磁感应线圈40的加热区域，以避免定位件10也受热受电磁影响产生热量。

过气通道511沿传输杆51的长度方向延伸并贯穿传输杆51的底端，传输杆51的底端安装管接头，真空机构的真空口通过管接头与过气通道511连通。传输杆51输送电池复合盖片20的过程中，电池复合盖片20盖住过气孔512，真空机构提高过气通道511的真空度，以使电池复合盖片20被吸固于过气孔512处。如此，提高传输杆51对电池复合盖片20的输送稳定性，防止电池复合盖片20在输送过程中掉落或振动偏移。传输杆51将电池复合盖片20送回定位件10后，真空机构破真空，以使传输杆51和电池复合盖片20能顺利分离。需要说明的是，在本申请的一些实施例中，在不考虑电池复合盖片20的输送稳定性的情况下，也可以不设置过气通道511和过气孔512，可以直接通过传输杆51去顶升输送电池复合盖片20，此时还可以在传输杆51的顶部设置软硅胶套，可以降低电池复合盖片20和传输杆51之间的磨损，有利于保证电池复合盖片20的表面质量。

示例性的，如图2所示，加热装置还包括安装于固定架30的抵持件60，抵持件60靠近电磁感应线圈40的加热区域41，抵持件60用于将输送至加热位置的薄片零件抵持在传输杆51上。

抵持件60位于传输件50的上方，抵持件60具有抵持面，抵持面朝下并位于电磁感应线圈40的加热区域41。传输件50输送电池复合盖片20时是托举着电池复合盖片20上升，传输件50将电池复合盖片20输送至加热位置时，抵持件60抵接于电池复合盖片20的顶部，以将电池复合盖片20夹固在抵持件60和传输件50之间，从而可提高电池复合盖片20在加热位置的稳定性，防止电池复合盖片20在加热过程中掉落或偏移，且在本申请实施例中，薄片零件为电池复合盖片20，抵持件60的设置可以在电池复合盖片20加热时可以实现对电池复合盖片20两侧的施压，实现电池复合盖片20压合前的预压。

在一实施例中，加热装置还包括气体驱动装置，电磁感应线圈40加热结束后，气体驱动装置可及时通过吹气嘴朝向电池复合盖片20吹气，以及时降低隔膜片22的温度，避免隔膜片22过度熔化外溢而导致第一电极片21与第二电极片23接触短路。需要说明的是，本申请不对薄片零件的具体冷却方式做出限定，例如在本申请的一些实施例中，可以通过在抵持件60设置帕尔贴等制冷装置对薄片零件进行接触式冷却，或者可以在抵持件60内设置冷却水路，通过降低抵持件60的温度从而冷却薄片零件。

在其它实施例中，气体驱动装置的出气口可与过气通道511连通，从而可利用传输杆51的过气孔512朝向加热后的电池复合盖片20吹气，如此，可使加热装置的整体结构更加简单紧凑，以减少占用空间。

示例性的，如图4和图5所示，抵持件60设有连通的吹气通道61和吹气孔62，吹气孔62开设于抵持件60朝向传输件50的一侧。加热装置还包括气体驱动装置，气体驱动装置的出气口与吹气通道61连通，气体驱动装置用于通过吹气通道61和吹气口朝向被加热后的薄片零件吹气。

吹气通道61可沿抵持件60的高度方向延伸并贯穿抵持件60的顶端，抵持件60的顶端可安装管接头，气体驱动装置的出气口通过管接头与吹气通道61连通。加热结束后，气体驱动装置通过抵持件60的吹气通道61朝向电池复合盖片20吹气，从而无需另外在电磁感应线圈40的一侧设置吹气嘴，以使加热装置的整体结构更加简单紧凑，以减少占用空间。

传输杆51的数量可为一个，也可为两个或更多。示例性的，如图2所示，传输杆51的数量为至少两个，于加热位置，至少两个传输杆51在加热区域41内间隔设置，一传输杆51分别用以输送一薄片零件。如此，加热装置每次可同时加热至少两个电池复合盖片20，以提高对电池复合盖片20的加热效率。

具体的，如图4和图5所示，传输杆51底端的周壁凸设形成有安装凸台513，加热装置还包括支撑台70和弹性件80，弹性件80抵持于安装凸台513和支撑台70之间，弹性件80一端连接或抵接于安装凸台513、另一端连接或抵接于支撑台70，以使传输杆51于运动方向弹性安装于固定架30。

抵持件60抵持于电池复合盖片20时，抵持件60对电池复合盖片20的作用力可通过传输杆51传动至弹性件80，从而将弹性件80压缩，从而调节抵持件60和传输杆51对电池复合盖片的20的压力，也就是说，电池复合盖片20抵接于抵持件60时，弹性件80可对电池复合盖片20起到卸力作用，以减少电池复合盖片20被抵持件60抵接时受到的瞬时冲击力，防止电池复合盖片20被压坏或变形，从而可减少电池复合盖片20的不良率。另一方面，多个传输杆51之间的高度不易加工成一致，弹性件80的设置可以弹性调节多个传输杆51和抵持件60之间的抵持情况。

抵持件60可以仅通过平面抵持于电池复合盖片20，也可以设置凹槽结构容置电池复合盖片20。示例性的，如图7和图8所示，图7为本发明中抵持件60一实施例的结构示意图；图8为图7中B处的局部放大图。

抵持件60朝向传输件50的一侧开设有定位槽63，吹气孔62开设于定位槽63的槽底，定位槽63用以容纳薄片零件。定位槽63的形状与电池复合盖片20的形状相同。定位槽63的槽壁可在水平方向上对电池复合盖片20起到定位作用，从而防止吹气过程中电池复合盖片20被吹飞，以提高电池复合盖片20的稳定性。

结合上述至少两个传输杆51的实施例，至少两个电池复合盖片20可被抵持于同一个抵持件60。抵持件60上可开设与各传输杆51对应的定位槽63，一定位槽63用以容纳一电池复合盖片20。

具体的，如图7和图8所示，抵持件60朝向传输件50的一侧还开设有走气槽64，走气槽64贯通定位槽63。走气槽64用以供从吹气孔62吹出的气流更快泄走，以防止气流被堵在定位槽63内而影响对电池复合盖片20的散热效果。走气槽64可沿抵持件60的表面延伸至贯穿抵持件60的侧壁，从而气流在沿走气槽64流动的过程中不会因碰到阻碍结构而减速，进一步提高吹气效果。走气槽64的数量可为一个，也可为两个或更多，多个走气槽64均贯通定位槽63，从而可进一步提高气流的流畅性。

示例性的，加热装置还包括触控显示屏，触控显示屏用于显示并且触控调节输入电源的参数。触控显示屏通过控制主板与电磁感应线圈40电连接，用户可通过触控显示屏来读取并调节电磁感应线圈40的工作参数，以使电磁感应线圈40能满足不同的加热需求。

本发明还提出一种加工设备，该加工设备包括压合机构和加热装置，该加热装置的具体结构参照上述实施例，由于本加工设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，加工设备用于将正极片和负极片隔着隔膜片22层叠压合形成电池复合盖片20。

本发明加热装置中，电磁感应线圈40通过电磁感应原理来加热待压合的电池复合盖片20，能对电池复合盖片20迅速加热，且通过限定电磁感应线圈40和电池复合盖片20之间的距离与电池复合盖片20的尺寸之间的关系，从而保证电池复合盖片20的加热效率以及能量转化率，便于电磁感应线圈40的散热。另一方面，传输件50可以在靠近以及远离电磁感应线圈40的方向上输送电池复合盖片20，从而便于控制电极盖帽20在电磁感应线圈40内的位置，进而控制电极盖帽20的加热温度。此外，在加热过程中，通过给电磁感应线圈40施加高频电流，使热量趋向集中于电池复合盖片20中第一电极片21和第二电极片23的表面，从而快速熔化第一电极片21和第二电极片23之间的隔膜片22，以使第一电极片21、隔膜片22和第二电极片23之间快速粘合，且能量转化率高。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。