本發(fā)明涉及電池生產技術領域，更具體地說，特別涉及一種高真空智能隧道式烘烤線。

背景技術：

隨著電動車的快速發(fā)展，對于高性能電池的需求量也越來越高，這樣對于電池生產廠家而言，就提出了更高的生產制造要求。

在鋰電池中，水分對鋰電池的性能影響是多方面的，包括容量、內阻、內壓、自放電、功率密度、循環(huán)壽命、充放電倍率、安全性、一致性等指標。水分過高會導致電池性能下降、膨脹、自燃、甚至爆炸等后果。尤其是對整個電池組一致性和安全性要求更高的動力電池來說，超標的水分更是不可接受的。

在電池生產過程中，真空干燥是提升電池性能和保障電池安全性的重要屏障，因此，鋰電池生產企業(yè)會在生產線的多個控水點上采用真空干燥工藝，盡可能的降低電池中的水分含量。然而，由于采用單點真空干燥，各個節(jié)點之間并沒有采取任何的過渡措施，這樣就造成傳統真空干燥方式存在一定的局限性：1、節(jié)點之間需要人工轉運，其干燥時間過長；2、節(jié)點之間單獨控制，其真空度較低，不能有效去除電池中的水氧及雜質；3、沒有采取統一的技術管理，溫度均勻性較差，影響電池的一致性；4、人工多次操作，產品在轉移過程中多次暴露在大氣環(huán)境中，易被二次污染，產品多批次一致性較差；5、需要干燥房，運行成本高。

技術實現要素：

(一)技術問題

綜上所述，如何解決傳統技術中存在的采用獨立節(jié)點對電池組件進行烘干存在的烘干效果較差的問題，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

(二)技術方案

本發(fā)明提供了一種高真空智能隧道式烘烤線，用于對電池組件進行自動化連續(xù)烘烤，該烘烤系統包括：

兩條獨立運行的前置輸送線路，其中一條所述前置輸送線路用于實現空載料盒的輸送，另一條所述前置輸送線路用于實現待烘烤電池組件的輸送，于兩條所述前置輸送線路交匯的工位點設置有用于實現待烘烤電池組件裝盤的上盤設備；

用于對滿載料盒進行輸送的滿載物流線，所述滿載物流線包括有依次連接的前端上料段、中部烘烤段以及尾端下料段，于所述前端上料段以及所述尾端下料段位置均配置有用于滿載料盒上料以及下料的裝卸機器人，所述前端上料段與所述上盤設備工藝連接；

用于實現電池組件真空烘烤的工作單元，所述工作單元設置有多個，全部的所述工作單元獨立運行，所述工作單元具有工作腔，于所述工作單元上設置有用于封閉所述工作腔兩端的自動封閉門，全部的所述工作單元依次連接，相鄰的兩個所述工作單元之間所述工作腔相互連通、并通過所述自動封閉門實現連通的開閉，所述工作單元設置于所述中部烘烤段上，所述中部烘烤段設置于所述工作腔內、用于實現滿載料盒的步進輸送，所述工作單元配置有用于對所述工作腔進行加熱的溫度調節(jié)系統以及用于對所述工作腔進行抽真空的真空系統，并通過對全部工作單元上的所述溫度調節(jié)系統以及所述真空系統的協同控制將所述工作單元分為預熱單元、加熱單元、加熱真空過渡單元、真空單元、真空冷卻過渡單元、冷卻單元。

優(yōu)選地，所述上盤設備包括有上料緩存架以及往復輸送平臺，所述往復輸送平臺設置于兩條所述前置輸送線路之間、用于實現空載料盒以及滿載料盒的往復輸送，所述上料緩存架設置于所述往復輸送平臺的一側。

優(yōu)選地，本發(fā)明還包括有下料緩存架，所述下料緩存架設置于用于下料的所述裝卸機器人的一側，所述下料緩存架用于實現滿載料盒的下料緩存。

優(yōu)選地，按照工藝順序、于所述預熱單元的前端設置有入倉工作臺、于所述冷卻單元的后端設置有出倉工作臺；所述入倉工作臺為直線輸送帶，所述出倉工作臺為直線輸送帶，所述入倉工作臺以及所述出倉工作臺的物料輸送方向與所述中部烘烤段的物料輸送方向垂直。

優(yōu)選地，所述裝卸機器人為六軸機器人。

優(yōu)選地，所述溫度調節(jié)系統包括有用于實現工作腔升溫的熱風循環(huán)裝置、用于實現工作腔降溫的冷風循環(huán)裝置；所述熱風循環(huán)裝置包括有電加熱器以及熱風風機，所述冷風循環(huán)裝置包括冷風風機。

優(yōu)選地，所述真空系統為螺桿真空泵組。

優(yōu)選地，本發(fā)明還包括有報警系統，所述報警系統包括有報警控制器以及與所述報警控制器信號連接的溫度傳感器、真空度傳感器、報警裝置，所述溫度傳感器以及所述真空度傳感器均設置于所述工作腔內。

優(yōu)選地，本發(fā)明還包括有回流輸送線，所述回流輸送線設置在所述滿載物流線的末端，用于實現空載料盒的回流輸送。

(三)有益效果

通過上述結構設計，在本發(fā)明提供的高真空智能隧道式烘烤線中，其設置了前置輸送線路以及滿載物流線，能夠實現電池組件的機械化自動輸送。在滿載物流線上設置了多組工作單元，相鄰的兩個工作單元之間通過自動封閉門實現連通或者封閉。通過對工作單元的溫度調節(jié)系統以及真空系統進行協同控制，本發(fā)明能夠將工作單元分為預熱單元、加熱單元、加熱真空過渡單元、真空單元、真空冷卻過渡單元、冷卻單元，通過設置過渡單元能夠實現預熱、加熱與真空過渡以及冷卻與真空過渡，這樣可以極大程度地提高電池組件烘干效果。本發(fā)明為電池生產專業(yè)生產線，在該生產線中將升溫、恒溫、降溫分成獨立的功能段，每個功能段均一直保持一個狀態(tài)，實現高真空度、高溫度均勻度和低露點，極大地提高了鋰電池的性能參數，同時大幅度降低能耗。采用機械化輸送線，可實現上下工序的自動銜接，實現動態(tài)真空作業(yè)，從而實現自動化、智能化大規(guī)模生產。本發(fā)明的優(yōu)點在于：1、實現自動化、智能化、規(guī)模化生產，工作效率得到提高，提升了產能優(yōu)勢；2、各工序專業(yè)流水線分工，作業(yè)環(huán)境標準恒定，全面提高電池性能和一致性，增強品質優(yōu)勢；3、上下道工序腔體無縫連接，實現冬天真空轉移輸送，無需干燥房，大幅度降低能耗，凸顯成本優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中高真空智能隧道式烘烤線的正面結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中高真空智能隧道式烘烤線的俯視圖；

圖3為本發(fā)明實施例中高真空智能隧道式烘烤線的背面結構示意圖；

在圖1至圖3中，部件名稱與附圖編號的對應關系為：

前置輸送線路1、上盤設備2、滿載物流線3、裝卸機器人4、工作單元5、下料緩存架6、入倉工作臺7、出倉工作臺8、回流輸送線9；

預熱單元a、加熱單元b、加熱真空過渡單元c、真空單元d、真空冷卻過渡單元e、冷卻單元f。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上；術語“上”、“下”、“左”、“右”、“內”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

請參考圖1至圖3，其中，圖1為本發(fā)明實施例中高真空智能隧道式烘烤線的正面結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中高真空智能隧道式烘烤線的俯視圖；圖3為本發(fā)明實施例中高真空智能隧道式烘烤線的背面結構示意圖。

本發(fā)明提供了一種高真空智能隧道式烘烤線，其主要用于注液前電芯烘烤，同時，如更改工裝，也可以用于烤極片卷料、原材料、電池老化等工藝。

在本發(fā)明中，該電池生產烘烤系統包括兩條獨立運行的前置輸送線路1，其中一條前置輸送線路為用于實現空載料盒的輸送，另一條前置輸送線路為用于實現待烘烤電池組件的輸送。在實際生產場地，上述的兩條前置輸送線路1可以采用并行結構設計，也可以采用相對結構設計?？蛰d料盒與前置輸送線路1配合，將電池組件裝入到空載料盒內，能夠實現電池組件的機械化、自動化輸送。

于兩條前置輸送線路1交匯的工位點設置有用于實現待烘烤電池組件裝盤的上盤設備2，在本發(fā)明中，上盤設備2具體包括有上料緩存架以及往復輸送平臺，往復輸送平臺設置于兩條前置輸送線路1之間、用于實現空載料盒以及滿載料盒的往復輸送，上料緩存架設置于往復輸送平臺的一側。往復輸送平臺通過頂升橫移裝置與用于輸送空載料盒的前置輸送線路1對接，這樣可以將空載料盒輸送到上料緩存架上，然后再通過人工操作將電池組件裝入到空載料盒內，裝滿電池組件的滿載料盒再通過往復輸送平臺輸出到用于對滿載料盒進行輸送的滿載物流線3。

在本發(fā)明中，滿載物流線3包括有依次連接的前端上料段、中部烘烤段以及尾端下料段，于前端上料段以及尾端下料段位置均配置有用于滿載料盒上料以及下料的裝卸機器人4，裝卸機器人4采用六軸機器人，其能夠實現滿載料盒在滿載物流線3上的裝、卸。

前端上料段與上盤設備2工藝連接，其連接結構具體為：由往復輸送平臺實現輸送線路的對接。

上述結構設計實現了電池組件以及料盒的輸送，將電池組件裝入到料盒內需要進行烘干。本發(fā)明還提供了用于實現電池組件真空烘烤的工作單元5，工作單元5設置有多個，全部的工作單元獨立運行。在本發(fā)明中，工作單元5與現有技術中對于電池組件進行烘干的烘干節(jié)點設備結構以及工作原料相似，在此不對其具體工作模式進行贅述。

在本發(fā)明中，工作單元5具有工作腔，于工作單元5上設置有用于封閉工作腔兩端的自動封閉門，全部的工作單元依次連接，相鄰的兩個工作單元之間工作腔相互連通、并通過自動封閉門實現連通的開閉。

本發(fā)明的最大特點是將加熱、除水、降溫三個工步完全分開，因此工作腔被分隔成多個具有不同功能的腔體。傳送物料時用自動門開合，實現了節(jié)拍式流水化作業(yè)。其優(yōu)點是干燥工藝時間變短，自動化程度高，節(jié)省設備自身溫度升降造成的電能損失。

在上述結構設計中，關閉自動封閉門可以實現工作單元5獨立工作，當打開自動封閉門就能夠實現相鄰兩個工作單元的連通。工作單元5設置于中部烘烤段上，中部烘烤段設置于工作腔內、用于實現滿載料盒的步進輸送。

工作單元5配置有用于對工作腔進行加熱的溫度調節(jié)系統以及用于對工作腔進行抽真空的真空系統，并通過對全部工作單元上的溫度調節(jié)系統以及真空系統的協同控制將工作單元5分為預熱單元a、加熱單元b、加熱真空過渡單元c、真空單元d、真空冷卻過渡單元e、冷卻單元f。

基于上述結構設計，在本發(fā)明中，滿載料盒裝載電池組件在滿載物流線3上采用步進方式實現輸送，滿滿載料盒進入到預熱單元a中進行預熱，然后進入到加熱單元b進行加熱，采用預熱方式能夠提高加熱烘干效果。滿載料盒在加熱單元b加熱后，進入到加熱真空過渡單元c，加熱真空過渡單元c能夠提供加熱、抽真空作業(yè)的過渡，從而實現加熱單元b與真空單元d之間的過渡連接，避免電池組件處理環(huán)境驟變而出現的內應力過大或者其他問題。采用過渡單元實現工作狀態(tài)的漸變，能夠有效提高烘干質量。在真空單元d之后還設置了真空冷卻過渡單元e，通過真空冷卻過渡單元e實現真空單元d與冷卻單元f之間的過渡連接。

通過上述結構設計，在本發(fā)明提供的高真空智能隧道式烘烤線中，其設置了前置輸送線路1以及滿載物流線3，能夠實現電池組件的機械化自動輸送。在滿載物流線3上設置了多組工作單元5，相鄰的兩個工作單元5之間通過自動封閉門實現連通或者封閉。通過對工作單元5的溫度調節(jié)系統以及真空系統進行協同控制，本發(fā)明能夠將工作單元5分為預熱單元a、加熱單元b、加熱真空過渡單元c、真空單元d、真空冷卻過渡單元e、冷卻單元f，通過設置過渡單元能夠實現預熱、加熱與真空過渡以及冷卻與真空過渡，這樣可以極大程度地提高電池組件烘干效果。

本發(fā)明為電池生產專業(yè)生產線，在該生產線中將升溫、恒溫、降溫分成獨立的功能段，每個功能段均一直保持一個狀態(tài)，實現高真空度、高溫度均勻度和低露點，極大地提高了鋰電池的性能參數，同時大幅度降低能耗。采用機械化輸送線，可實現上下工序的自動銜接，實現動態(tài)真空作業(yè)，從而實現自動化、智能化大規(guī)模生產。本發(fā)明的優(yōu)點在于：1、實現自動化、智能化、規(guī)?；a，工作效率得到提高，提升了產能優(yōu)勢；2、各工序專業(yè)流水線分工，作業(yè)環(huán)境標準恒定，全面提高電池性能和一致性，增強品質優(yōu)勢；3、上下道工序腔體無縫連接，實現冬天真空轉移輸送，無需干燥房，大幅度降低能耗，凸顯成本優(yōu)勢。

在本發(fā)明中，還提供了用于烘干后的滿載料盒輸出的后置輸送線，后置輸送線與滿載物流線3對接的節(jié)點上設置一臺卸料機器人。本發(fā)明還包括有下料緩存架6，下料緩存架6設置于用于下料的裝卸機器人4的一側，下料緩存架6用于實現滿載料盒的下料緩存。

具體地，為了能夠順利地將滿載料盒從滿載物流線3上裝入或者卸載，本發(fā)明按照工藝順序、于預熱單元a的前端設置有入倉工作臺7、于冷卻單元f的后端設置有出倉工作臺8；入倉工作臺7為直線輸送帶，出倉工作臺8為直線輸送帶，入倉工作臺7以及出倉工作臺8的物料輸送方向與中部烘烤段的物料輸送方向垂直。

具體地，溫度調節(jié)系統包括有用于實現工作腔升溫的熱風循環(huán)裝置、用于實現工作腔降溫的冷風循環(huán)裝置；熱風循環(huán)裝置包括有電加熱器以及熱風風機，冷風循環(huán)裝置包括冷風風機。采用風機送風實現加熱或者干燥，熱風或者冷卻風能夠進一步提高電池組件的烘干效果。

具體地，真空系統為螺桿真空泵組。在本發(fā)明中，真空系統獨立設置到工作單元5上，其便于工作單元5的單獨控制。

本發(fā)明還提供了報警系統，報警系統包括有報警控制器以及與報警控制器信號連接的溫度傳感器、真空度傳感器、報警裝置，溫度傳感器以及真空度傳感器均設置于工作腔內。由溫度傳感器以及真空度傳感器對工作腔內的溫度以及適度進行實時監(jiān)測，并且，每一個工作單元5上都設置有一個獨立的報警控制器，每一個報警控制器都設定有一組針對該工作單元5定制的控制閾值，當該工作腔內部溫度以及真空度超過或者低于控制閾值時，報警控制器控制報警裝置發(fā)出警報。

基于上述硬件系統，本發(fā)明在生產中的主要性能技術參數如下：真空度可保持在5-10Pa、滿載真空度保持在20-50Pa；溫度均勻性變化在±2.5℃之間；出料物料水分：≤200ppm；產能：≥20臺單體工作單元。

本發(fā)明為高真空智能隧道式烘烤線，其由壓變升溫、高真空除水、冷卻降溫三個步驟組成，整條線隔離成多個不同的工作腔，使用自動密封門開閉，實現了多工位流水化作業(yè)，減少單工序的工作時間，無設備自身造成的能量損失，減少了物料等待進艙的時間；大規(guī)模生產智能化，產能優(yōu)勢明顯，產品高度保持一致性，品質優(yōu)勢明顯，不需干燥房，能耗大幅度降低，成本優(yōu)勢明顯。

本發(fā)明的核心技術方案為：高真空智能隧道式干烘烤線設備是一套多工序連續(xù)式自動化系統，各工序腔體無縫連接，在轉換過程中與大氣完全隔絕，效率高，能耗低，適用于新能源動力電池及其原材料，以及新材料、食品、電子等領域的高端干燥的工序。高真空智能隧道式干烘烤線設備主要是由真空預熱、真空過渡、真空干燥以及冷卻四個階段組成，相比傳統烘烤設備，隧道式真空干燥設備實現恒定的高真空度、低露點、高溫度均勻度的干燥環(huán)境，極大的提高了產品的技術性能指標，保障了單一批次和多批次的產品一致性，大幅降低了設備能源消耗。

隨著社會的發(fā)展和進步，工業(yè)化的進程越來越迅速，生產線是現代工業(yè)社會解決生產的一種最佳方式，可以有效降低人工成本的投入，增加生產速度。本發(fā)明適用于新能源動力電池及其原材料生產，以及新材料、食品、電子等領域的高端干燥的工序。

本發(fā)明的電控特點與基本配置如下：

A.溫控探頭：控溫探頭與PLC是相互通訊的，每個探頭既可控溫，也可在異常時進行反饋并報警提示。

B.主驅動伺服電機：采用并聯設計，第一電機壞時，備用電機立即快速切換。

C.烤箱溫控探頭數量為16個/節(jié)，四面每面各4個。設備具備數據存儲、查詢、導出功能?？鞠鋵η惑w內真空度進行實時監(jiān)控，并可記錄相應監(jiān)控數據輸出記錄真空壓力曲線；同時烤箱對腔體內各點溫度進行監(jiān)控記錄，并可記錄并輸出溫度記錄曲線。

D.可以掃描每節(jié)電池表面二維碼，并記錄電池的入烤時間信息及出烤時間信息，并上傳至MES系統，且可與溫度及真空度記錄進行關聯。

E.烤箱主控制界面可實時顯示各段腔體的運行情況，如各點溫度數據、真空度數據等，以及烤箱內的裝載情況，運行情況。

F.烤箱報警提示將報警提示器接出至烘烤區(qū)域外，并在烤箱每段電控柜上安裝指示燈及蜂鳴器，同時烤箱報警詳細信息會在觸摸屏上進行同步顯示；對于溫度及真空度的異常報警的提示可進行記錄存儲，便于追溯。

G.烤箱設備設有三級密碼，且密碼權限分級控制，不同級別密碼權限可修改內容范圍不同。

H.烘烤數據要求記錄相應烤箱烘烤的電池編號及烘烤時間、對應的烤箱真空度等數據，數據記錄格式按需方要求。

I.燈聲屏三控。三色燈+報警+分前后主屏和分段屏。

K.可選擇自動或手動操作模式，可以分別設定干燥時間、干燥溫度、真空度、保壓時間等參數，以及工藝工步設置，可手動或自動運行。

在本發(fā)明中，基于上述結構設計，本發(fā)明還設置了一條回流輸送線9，回流輸送線9設置在滿載物流線3的生產線末端位置，用于實現空載料盒的回流輸送?；亓鬏斔途€9設置在工作單元5的外部，并且其與滿載物流線3平行設置。

本發(fā)明的實施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領域的普通技術人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實際應用，并且使本領域的普通技術人員能夠理解本發(fā)明從而設計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。