本發(fā)明涉及鋰電池加工設備技術領域，特別涉及一種鋰電池電芯自動預烘烤系統(tǒng)，可同步應用于類似電芯產(chǎn)品個體或產(chǎn)品個體配合工夾具、模具進行預熱、烘烤過程的其它應用領域。

背景技術：

鋰離子電池由于具有能量密度高、輸出電壓高、循環(huán)壽命長、環(huán)境污染小等優(yōu)點，在小型數(shù)碼電子產(chǎn)品中獲得廣泛就用，在電動汽車、航空航天等領域也具有廣闊的應用前景。然而，隨鋰離子電池行業(yè)快速發(fā)展，鋰離子電池價格、性能、產(chǎn)品交期控制競爭激烈，低成本、高性價比電池成為當今鋰離子電池行業(yè)競爭的風向標。為了使得鋰電池產(chǎn)品更加具有競爭力，需要對鋰電池加工生產(chǎn)設備和工藝進行不斷地革新，從而生產(chǎn)高性價比的鋰電池產(chǎn)品。

鋰離子二次充電電池一般包括電芯和保護電路板；充電電池去除保護電路板就是電芯，電芯是充電電池中的蓄電部分，電芯的質(zhì)量直接決定了充電電池的質(zhì)量。電芯分為鋁殼電芯、軟包電芯(又稱“聚合物電芯”、“JR”電芯)、圓柱電芯三種。通常手機電池采用的為鋁殼電芯，藍牙等數(shù)碼產(chǎn)品多采用軟包電芯，筆記本電腦的電池采用圓柱電芯的串并聯(lián)組合。

采用聚合物電芯的鋰電池是聚合物鋰離子電池，聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的，正極材料分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料，負極為石墨，與液態(tài)電解質(zhì)鋰電池工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同，液態(tài)鋰離子電池使用液態(tài)電解質(zhì)，聚合物鋰離子電池則以固態(tài)聚合物電解質(zhì)來代替。聚合物鋰離子電池外面包裝主要是鋁塑膜，由于中間的鋰物質(zhì)為糊狀，所以形狀可以任意定制。聚合物鋰離子電池可分為三類：(1)固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池。電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物，這種電池在常溫下的離子電導率低，適于高溫使用。(2)凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池。即在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑，從而提高離子電導率，使電池可在常溫下使用。(3)聚合物正極材料的鋰離子電池。采用導電聚合物作為正極材料，其比能量是現(xiàn)有鋰離子電池的3倍，是最新一代的鋰離子電池。由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì),與液態(tài)鋰離子電池相比，聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點，也不會產(chǎn)生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題，因此可以用鋁塑復合薄膜制造電池外殼，從而可以提高整個電池的比容量；聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料，其質(zhì)量比能量將會比目前的液態(tài)鋰離子電池提高50％以上。此外,聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比鋰離子電池有所提高?；谝陨蟽?yōu)點，聚合物鋰離子電池被譽為下一代鋰離子電池。

聚合物電芯軟包鋰離子電池在注液烘烤前需去除電芯內(nèi)的水汽，通過常規(guī)的腔體式真空烤箱烘烤，不同的電芯烘烤時間需要24-48小時，同時需要不斷的加熱、抽真空、充入氮氣或干燥氣體等多個操作循環(huán)，要達到鋰電池電芯的干燥效果，需要耗費大量的時間和能源損耗。而且，現(xiàn)有的真空烤箱一般采用人工上料，或者采用專用夾具，先將電芯放置在專用夾具內(nèi)，然后再送入真空烤箱進行烘烤，這樣費時費力，自動化程度低，生產(chǎn)效率不高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種鋰電池電芯自動預烘烤系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)電芯的自動上料和下料，從而自動化地實現(xiàn)電芯預烘烤固化工藝。

為了解決上述技術問題，具體地，本發(fā)明的技術方案如下：

一種鋰電池電芯自動預烘烤系統(tǒng)，包括上料機械手模組、預烘烤爐模組以及下料機械手模組，所述上料機械手模組和所述下料機械手模組分別設置在所述預烘烤爐模組的兩端，對應所述上料機械手模組的下方設置有來料線組件，對應所述下料機械手模組的下方設置有放料臺組件；所述上料機械手模組和所述預烘烤爐模組之間、所述預烘烤爐模組和所述下料機械手模組之間還分別設置有傳送機構支座，傳送組件設置在所述傳送機構支座之間，所述傳送組件穿設所述預烘烤爐模組；上料機械手模組將電芯放置到傳送組件上，所述傳送組件將電芯從一端送入到所述預烘烤爐模組的均壓室，所述均壓室內(nèi)設置有烘干組件，電芯在均壓室完成預熱烘烤，所述下料機械手模組從所述預烘烤爐模組另一端取出預熱烘烤完成的電芯放置到放料臺組件。使用時，上料機械手模組、預烘烤爐模組以及下料機械手模組循環(huán)不斷地工作，實現(xiàn)電芯的自動預烘烤工序。

進一步的，所述預烘烤爐模組包括至少一個預烘烤爐，多個所述預烘烤爐連續(xù)排列設置，所述均壓室相互連通，所述傳送組件設置在相互連通的所述均壓室內(nèi)；所述預烘烤爐從上到下設置有至少一個均壓室，對應每一組均壓室設置有所述傳送組件。

進一步的，所述傳送組件是鏈傳送組件、帶傳送組件、滾輪傳送組件或者滑軌傳動組件的任意一種；所述烘干組件是熱風循環(huán)加熱組件、紅外加熱組件、微波加熱組件、高頻電磁加熱組件或者高溫導熱介質(zhì)加熱組件的任意一種。

進一步的，所述來料線組件上設置有來料傳送帶，所述來料傳送帶上設置有電芯托盤，電芯放置在所述電芯托盤內(nèi)；所述放料臺組件上也設置有出料傳送帶，所述出料傳送帶上設置有電芯托盤，下料機械手模組將預烘烤后的電芯放置到所述電芯托盤內(nèi)。

進一步的，所述上料機械手模組包括上料Z軸組件、上料Y軸組件以及上料支撐框架，一組上料Z軸組件設置在上料平臺兩端，所述上料Z軸組件包括驅動電機和滾珠絲桿副，帶動所述上料Y軸組件沿Z軸方向移動；所述上料Y軸組件包括驅動電機和直線導軌副，帶動所述上料支撐框架沿著Y軸方向移動；所述上料支撐框架的下端均勻設置有多個氣動夾爪，所述氣動夾爪與來料線組件上的電芯托盤一一對應。

進一步的，所述下料機械手模組包括下料Z軸組件、下料Y軸組件以及下料支撐框架，一組下料Z軸組件設置在下料平臺兩端，所述下料Z軸組件包括驅動電機和滾珠絲桿副，帶動所述下料Y軸組件沿Z軸方向移動；所述下料Y軸組件包括驅動電機和直線導軌副，帶動所述下料支撐框架沿著Y軸方向移動；所述下料支撐框架的下端均勻設置有多個氣動夾爪，所述氣動夾爪與放料臺組件上的電芯托盤一一對應。

進一步的，所述預烘烤爐包括爐體框架以及設置在爐體框架兩側的檢修門，所述爐體框架內(nèi)設置所述均壓室，每一個所述均壓室的一側的爐體框架上設置有熱風循環(huán)風機，對應所述熱風循環(huán)風機出風口設置有多個發(fā)熱管，均壓室內(nèi)所述傳送組件上側設置有過濾器和導流板，所述傳送組件下側設置有回風板，在所述均壓室內(nèi)形成熱風循環(huán)。

進一步的，所述傳送機構支座上設置有傳送鏈驅動電機和鏈輪，所述傳送鏈驅動電機通過一傳動軸帶動鏈輪轉動，與所述氣動夾爪一一對應的多條傳送鏈安裝在所述鏈輪上，所述預烘烤的爐體框架上對應所述傳送鏈設置有鏈條托軌，所述傳送鏈上設置有電芯限位座，所述電芯限位座由若干限位頂針組成。

進一步的，所述熱風循環(huán)風機與一進風口連通，所述均壓室與設置在所述爐體框架上端的強力排風機連通；所述傳送組件進出所述爐體框架的上側分別設置有廢氣罩，所述廢氣罩與一廢氣排風機連通。

進一步的，所述上料機械手模組和所述來料線組件被一上料防護罩所罩設，所述下料機械手模組和所述放料臺組件被一下料防護罩所罩設，所述上料防護罩的一側設置有電控板，所述電控板與所述上料機械手模組、所述預烘烤模組和所述下料機械手模組電性連接。

采用上述技術方案，由于采用機械手進行自動上下料，而且通過多個預烘烤爐來實現(xiàn)了熱風循環(huán)烘烤，從而實現(xiàn)了電芯的自動化預烘烤固化。該自動預烘烤系統(tǒng)不僅可應用于電芯的預熱、烘烤，還可應用于食品加工、工業(yè)零部件加工、輕工業(yè)產(chǎn)品加工等此類以產(chǎn)品個體或產(chǎn)品個體配合工夾具、模具進行預熱、烘烤的過程。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的鋰電池電芯自動預烘烤系統(tǒng)三維結構圖；

圖2為本發(fā)明的鋰電池電芯自動預烘烤系統(tǒng)部分省略三維結構圖；

圖3為本發(fā)明的預烘烤爐剖視結構圖；

圖4為圖2中的鋰電池電芯自動預烘烤系統(tǒng)側視結構圖；

圖5為本發(fā)明的鋰電池電芯自動預烘烤系統(tǒng)工作流程圖；

圖中，10-來料線組件，20-上料機械手模組，30-預烘烤爐模組，40下料機械手模組，50-放料臺組件，60-電控板，70-電芯；

11-來料傳送帶，12-電芯托盤；21-上料防護罩，22-上料Z軸組件，23-上料Y軸組件，24-上料支撐框架，25-氣動夾爪，26-傳送機構支座，27-傳送組件，28-電芯限位座；

31-爐體框架，32-檢修門，33-廢氣罩，34-強力排風機，35-鏈條托軌，36-均壓室，37-過濾器，38-導流板，39-回風板，310-熱風循環(huán)風機，311-發(fā)熱管；

41-下料防護罩，42-下料Z軸組件，43-下料Y軸組件，44-下料支撐框架。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

如圖1、2所示，一種鋰電池電芯自動預烘烤系統(tǒng)，包括上料機械手模組20、預烘烤爐模組30以及下料機械手模組40，所述上料機械手模組20和所述下料機械手模組40分別設置在所述預烘烤爐模組30的兩端，對應所述上料機械手模組20的下方設置有來料線組件10，對應所述下料機械手模組40的下方設置有放料臺組件50；所述上料機械手模組20和所述預烘烤爐模組30之間、所述預烘烤爐模組30和所述下料機械手模組40之間還分別設置有傳送機構支座26，傳送組件27設置在所述傳送機構支座26之間，所述傳送組件27穿設所述預烘烤爐模組30；上料機械手模組20將電芯放置到傳送組件27上，所述傳送組件27將電芯70從一端送入到所述預烘烤爐模組30的均壓室36，所述均壓室36內(nèi)設置有烘干組件，電芯70在均壓室36完成預熱烘烤，所述下料機械手模組40從所述預烘烤爐模組30另一端取出預熱烘烤完成的電芯70放置到放料臺組件50。使用時，上料機械手模組20、預烘烤爐模組30以及下料機械手模組40循環(huán)不斷地工作，實現(xiàn)電芯70的自動預烘烤工序。

其中，所述預烘烤爐模組30包括至少一個預烘烤爐，多個所述預烘烤爐連續(xù)排列設置，所述均壓室36相互連通，所述傳送組件27設置在相互連通的所述均壓室36內(nèi)；所述預烘烤爐從上到下設置有至少一個均壓室36，對應每一組均壓室36設置有所述傳送組件27。

其中，所述傳送組件27是鏈傳送組件、帶傳送組件、滾輪傳送組件或者滑軌傳動組件的任意一種；所述烘干組件是熱風循環(huán)加熱組件、紅外加熱組件、微波加熱組件、高頻電磁加熱組件或者高溫導熱介質(zhì)加熱組件的任意一種。

優(yōu)選地，所述來料線組件10上設置有來料傳送帶11，所述來料傳送帶11上設置有電芯托盤12，電芯70放置在所述電芯托盤12內(nèi)；所述放料臺組件50上也設置有出料傳送帶，所述出料傳送帶上設置有電芯托盤，下料機械手模組40將預烘烤后的電芯70放置到所述電芯托盤內(nèi)。

優(yōu)選地，所述上料機械手模組20包括上料Z軸組件22、上料Y軸組件23以及上料支撐框架24，一組上料Z軸組件22設置在上料平臺兩端，所述上料Z軸組件22包括驅動電機和滾珠絲桿副，帶動所述上料Y軸組件23沿Z軸方向移動；所述上料Y軸組件23包括驅動電機和直線導軌副，帶動所述上料支撐框架24沿著Y軸方向移動；所述上料支撐框架23的下端均勻設置有多個氣動夾爪25，所述氣動夾爪25與來料線組件10上的電芯托盤12一一對應。

優(yōu)選地，所述下料機械手模組40包括下料Z軸組件42、下料Y軸組件43以及下料支撐框架44，一組下料Z軸組件42設置在下料平臺兩端，所述下料Z軸組件42包括驅動電機和滾珠絲桿副，帶動所述下料Y軸組件43沿Z軸方向移動；所述下料Y軸組件43包括驅動電機和直線導軌副，帶動所述下料支撐框架44沿著Y軸方向移動；所述下料支撐框架44的下端均勻設置有多個氣動夾爪，所述氣動夾爪與放料臺組件50上的電芯托盤一一對應。

如圖3、4所示，所述預烘烤爐包括爐體框架31以及設置在爐體框架31兩側的檢修門32，所述爐體框架31內(nèi)設置所述均壓室36，每一個所述均壓室36的一側的爐體框架31上設置有熱風循環(huán)風機310，對應所述熱風循環(huán)風機310出風口設置有多個發(fā)熱管311，均壓室36內(nèi)所述傳送組件27上側設置有過濾器37和導流板38，所述傳送組件27下側設置有回風板39，在所述均壓室36內(nèi)形成熱風循環(huán)。

其中，所述傳送機構支座26上設置有傳送鏈驅動電機和鏈輪，所述傳送鏈驅動電機通過一傳動軸帶動鏈輪轉動，與所述氣動夾爪12一一對應的多條傳送鏈安裝在所述鏈輪上，所述預烘烤的爐體框架31上對應所述傳送鏈設置有鏈條托軌35，所述傳送鏈上設置有電芯限位座28，所述電芯限位座28由若干限位頂針組成。

其中，所述熱風循環(huán)風機310與一進風口連通，所述均壓室36與設置在所述爐體框架31上端的強力排風機34連通；所述傳送組件27進出所述爐體框架31的上側分別設置有廢氣罩33，所述廢氣罩33與一廢氣排風機連通。

其中，所述上料機械手模組20和所述來料線組件10被一上料防護罩21所罩設，所述下料機械手模組40和所述放料臺組件50被一下料防護罩所罩41設，所述上料防護罩21的一側設置有電控板60，所述電控板60與所述上料機械手模組20、所述預烘烤模組30和所述下料機械手模組40電性連接。

參考附圖5，當氣動夾爪設置為8個，設置2個預烘烤爐，每一個烘烤爐設置兩組均壓室，形成上下兩層傳送鏈組件，上料機械手自動夾取電芯來料線上的8列有規(guī)則物料，夾取完成后，上料Z軸組件將物料升至上層預烤爐工作高度后，上料Y軸組件行進至放料位，氣動夾爪工作將8列物料放于上層傳送鏈組件上，上層傳送鏈組件隨即行進1個步距，此時上料Y軸機械手回至原點取料位，上料Z軸機械手下降夾取來料線物料，夾取完成，隨后上料Y軸機械手行進至下層傳送鏈組件放料位，氣動夾爪工作將8列物料放于下層傳送鏈組件上，下層傳送鏈組件隨即行進1個步距，由此動作不間斷重復夾取物料，預烤完成的物料由下料機械手自動取走物料放置于出料臺上(下料動作與上料動作相反)，以此動作重復進行不間斷生產(chǎn)。

以上結合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但本發(fā)明不限于所描述的實施方式。對于本領域的技術人員而言，在不脫離本發(fā)明原理和精神的情況下，對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。