本技術(shù)涉及電池加工設(shè)備,特別是涉及電池生產(chǎn)設(shè)備及電池生產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、電池單體制造過程中,電池單體的老化過程是加速電池化學(xué)自放電和消除內(nèi)部極化的工藝方法。此過程旨在快速穩(wěn)定電極與電解質(zhì)之間的界面,形成均勻且穩(wěn)定的sei膜(solid?electrolyte?interface?membrane,固體電解質(zhì)界面膜),同時能夠暴露和消除制造缺陷,提高電池單體的一致性和長期穩(wěn)定性。
2、電池單體的老化過程通常是將電池單體置于老化設(shè)備內(nèi),在一定溫度條件下放置一段時間,利用老化設(shè)備內(nèi)的熱氣流對電池單體進(jìn)行加熱,但是這種加熱方式是通過熱氣流直接與電池單體之間進(jìn)行傳熱,電池單體升溫速度較慢。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本技術(shù)提供一種電池生產(chǎn)設(shè)備及電池生產(chǎn)系統(tǒng),以提高熱量傳遞效率,從而改善電池單體升溫的速度。
2、為達(dá)到上述目的,本技術(shù)所提供的第一個技術(shù)方案是:一種電池生產(chǎn)設(shè)備,包括設(shè)備箱體和托盤組件;設(shè)備箱體具有容納腔,用于提供特定溫度環(huán)境;托盤組件設(shè)置于容納腔內(nèi),托盤組件包括托盤和夾持組件,夾持組件設(shè)置于托盤內(nèi),夾持組件包括并排設(shè)置的至少兩個豎放的傳熱夾板,相鄰傳熱夾板之間形成夾持空間;其中,傳熱夾板內(nèi)設(shè)有對流通道,傳熱夾板的厚度方向定義為第一方向,定義第二方向與第一方向相交,對流通道沿第二方向設(shè)置并貫穿傳熱夾板的相對兩端。
3、本技術(shù)提供的電池生產(chǎn)設(shè)備,通過托盤內(nèi)的傳熱夾板對電池單體進(jìn)行夾持固定,傳熱夾板可以貼合電池單體,以與電池單體進(jìn)行換熱,實現(xiàn)對電池單體的加熱,傳熱夾板與電池單體之間的傳熱為固體與固體之間的傳熱,相較于容納腔內(nèi)氣流直接與電池單體進(jìn)行換熱相比,對電池單體的傳熱效率更高、均勻性更好,利于實現(xiàn)對電池單體的快速加熱和均勻加熱,并且由于傳熱夾板內(nèi)部具有對流通道,且對流通道沿與傳熱夾板的厚度方向相交的方向設(shè)置,容納腔內(nèi)的熱氣流可以流動通過傳熱夾板內(nèi)部的對流通道,對流通道能夠增加傳熱夾板與容納腔內(nèi)熱氣流之間的換熱面積,因此能夠使得容納腔內(nèi)熱氣流與傳熱夾板實現(xiàn)快速換熱,進(jìn)而實現(xiàn)對電池單體的快速加熱,并且熱量通過傳熱夾板內(nèi)部的對流通道能夠更均勻地分布至整個傳熱夾板,從而使得電池單體各處升溫更加均勻。
4、在一些實施例中,傳熱夾板具有在第一方向上相背離的第一側(cè)面和第二側(cè)面,且傳熱夾板具有在第二方向上相背離的第三側(cè)面和第四側(cè)面,第三側(cè)面和第四側(cè)面均與第一側(cè)面相鄰,第三側(cè)面和第四側(cè)面均與第二側(cè)面相鄰,對流通道的兩端分別貫穿第三側(cè)面和第四側(cè)面。
5、本技術(shù)實施例中,傳熱夾板的第一側(cè)面和第二側(cè)面均用于貼合電池單體的板面,將傳熱夾板內(nèi)的對流通道設(shè)置為兩端分別貫穿傳熱夾板在第二方向上的兩個側(cè)面,能夠減少電池單體對容納腔內(nèi)的熱氣流進(jìn)入對流通道的干涉和影響。
6、在一些實施例中,定義第三方向與第一方向和第二方向均相交,對流通道為沿第三方向并排布置的多個。
7、本技術(shù)實施例中,對流通道沿第二方向延伸,對流通道為沿第三方向并排布置的多個,能夠進(jìn)一步增加傳熱夾板的內(nèi)表面積,從而進(jìn)一步增加換熱面積,換熱效率更高,同時傳熱夾板內(nèi)多個對流通道的設(shè)置,使得熱量能夠更均勻地分布至整個傳熱夾板的表面,均勻的熱分布可以減少電池單體內(nèi)部的熱應(yīng)力,降低電池單體在老化過程中出現(xiàn)變形或損壞的風(fēng)險。
8、在一些實施例中,多個對流通道在傳熱夾板中的體積占比為10%~80%。
9、本技術(shù)實施例將多個對流通道在傳熱夾板中的體積占比限定在10%~80%這一特定范圍內(nèi),能夠使得傳熱夾板具有較大的換熱面積和較高的換熱效率,同時傳熱夾板也能夠滿足其剛度和強(qiáng)度要求。
10、在一些實施例中,傳熱夾板的表面包括外表面和內(nèi)表面,多個對流通道的壁面形成內(nèi)表面,內(nèi)表面的面積與表面的總面積的比值為20%~90%。
11、本技術(shù)實施例中,將傳熱夾板的內(nèi)表面的面積與表面的總面積的比值限定在20%~90%這一特定范圍內(nèi),能夠在滿足傳熱夾板的剛度和強(qiáng)度要求的情況下具有較高的換熱效率。
12、在一些實施例中,對流通道的橫截面呈圓形、三角形、矩形或星形;其中,橫截面為垂直于對流通道的延伸方向的截面。
13、本技術(shù)實施例中,對流通道的橫截面可以是多種形狀,對流通道的橫截面限定為圓形、三角形、矩形或星形,既可以使得對流通道的橫截面的面積較大,對流通道的加工也相對簡單。
14、在一些實施例中,對流通道呈直線、折線和曲線中的一種或至少兩種的組合的方式延伸。
15、本技術(shù)實施例中,對流通道的延伸方式可以有多種,對流通道呈直線延伸時,加工簡單且熱氣流更容易流動通過,對流通道呈曲線或折線延伸時,對流通道的橫截面的面積較大,換熱效果較好。
16、在一些實施例中,第二方向為傳熱夾板的高度方向,對流通道呈直線延伸,且對流通道的延伸方向與第二方向平行。
17、本技術(shù)實施例中,由于容納腔內(nèi)的熱氣流相對于常溫空氣來說其密度較低,因此熱氣流的自然流動方向通常是從下往上流動的,將對流通道設(shè)置為呈豎直方向延伸,能夠使得容納腔內(nèi)的熱氣流迅速從對流通道的底端進(jìn)入對流通道內(nèi)再從對流通道的頂端流出,從而實現(xiàn)熱氣流與傳熱夾板之間的迅速換熱。
18、在一些實施例中,傳熱夾板至少在第一方向上朝向夾持空間的表面設(shè)有導(dǎo)熱層。
19、本技術(shù)實施例中,通過在傳熱夾板表面設(shè)置導(dǎo)熱層,可有效降低熱阻,提高傳熱夾板與電池單體之間的導(dǎo)熱效率。
20、在一些實施例中,托盤的至少部分底部為鏤空結(jié)構(gòu)。
21、如此,鏤空結(jié)構(gòu)可以使得托盤內(nèi)部溫度與托盤外部溫度盡量保持一致,并且由于熱氣流還需要經(jīng)傳熱夾板內(nèi)的對流通道的底端進(jìn)入對流通道內(nèi),因此托盤的底部的鏤空結(jié)構(gòu)能夠減少對傳熱夾板內(nèi)的對流通道內(nèi)的氣流向托盤外部流動的干涉和影響。
22、在一些實施例中,電池生產(chǎn)設(shè)備還包括換熱裝置,換熱裝置連接于設(shè)備箱體,并用于向容納腔內(nèi)輸入熱氣流,從而提供特定溫度環(huán)境。
23、本技術(shù)實施例中,換熱裝置可以向容納腔內(nèi)輸入熱氣流,主動推動容納腔內(nèi)的空氣流動,形成強(qiáng)對流,從而加速熱量的傳遞,這種強(qiáng)制對流加熱的方式可以顯著提高電池單體的升溫速度。
24、在一些實施例中,換熱裝置包括熱風(fēng)機(jī),熱風(fēng)機(jī)設(shè)置于設(shè)備箱體外,且熱風(fēng)機(jī)的輸出端經(jīng)設(shè)備箱體的底部連通容納腔。
25、本技術(shù)實施例中,熱風(fēng)機(jī)作為熱源,且熱風(fēng)機(jī)直接輸出熱氣流,熱風(fēng)機(jī)輸出的熱氣流經(jīng)設(shè)備箱體的底部進(jìn)入容納腔內(nèi),從而對容納腔內(nèi)的各個托盤內(nèi)的電池單體進(jìn)行加熱,并且由于熱氣流相對于常溫空氣來說其密度較低,因此熱氣流的自然流動方向通常是從下往上流動的,將熱風(fēng)機(jī)的輸出端設(shè)置于設(shè)備箱體的底部,能夠使得在容納腔高度方向上的整個區(qū)域內(nèi)形成從下往上的熱空氣流動,提升容納腔內(nèi)各處的加熱均勻性和一致性。
26、在一些實施例中,電池生產(chǎn)設(shè)備還包括溫度傳感器和控制器;溫度傳感器用于檢測容納腔內(nèi)的溫度;控制器連接溫度傳感器和換熱裝置,控制器用于根據(jù)溫度傳感器檢測的溫度值調(diào)節(jié)換熱裝置的換熱功率。
27、本技術(shù)實施例中,通過溫度傳感器進(jìn)行溫度監(jiān)測,并通過控制器調(diào)控?fù)Q熱裝置的換熱功率,能夠使容納腔內(nèi)的溫度保持在一定合適范圍內(nèi),從而使得對電池單體的加熱更加穩(wěn)定,電池單體老化過程更加穩(wěn)定,利于提高電池單體的一致性和長期穩(wěn)定性。
28、在一些實施例中,托盤組件沿第二方向設(shè)置有多個,第二方向為傳熱夾板的高度方向;設(shè)備箱體包括多個側(cè)壁,至少一個側(cè)壁上設(shè)有溫度傳感器,且溫度傳感器沿第二方向設(shè)置有多個,一溫度傳感器對應(yīng)至少一托盤組件設(shè)置;換熱裝置包括沿第二方向設(shè)置的多個熱風(fēng)機(jī),熱風(fēng)機(jī)的輸出端連通容納腔,一熱風(fēng)機(jī)的輸出端對應(yīng)一溫度傳感器設(shè)置。
29、本技術(shù)實施例中,容納腔內(nèi)沿傳熱夾板的高度方向布置有多個托盤組件,用于對多個托盤組件內(nèi)的多個電池單體進(jìn)行老化處理,容納腔內(nèi)沿傳熱夾板的高度方向可能存在局部溫度較低或者較高的情況,對應(yīng)多個托盤組件的布局情況,將溫度傳感器和熱風(fēng)機(jī)也布置為沿第二方向(即是傳熱夾板的高度方向)分布,當(dāng)溫度傳感器檢測到對應(yīng)的托盤組件的區(qū)域溫度超過或低于預(yù)設(shè)溫度值時,控制器通過控制對應(yīng)的熱風(fēng)機(jī)的功率大小,來降低或減小該區(qū)域內(nèi)的溫度,從而實現(xiàn)局部溫度的精準(zhǔn)控制,增加整體換熱均勻性和一致性。
30、為達(dá)到上述目的,本技術(shù)所提供的第二個技術(shù)方案是:一種電池生產(chǎn)系統(tǒng),包括以上任一方案的電池生產(chǎn)設(shè)備。
31、本技術(shù)提供的電池生產(chǎn)系統(tǒng),其有益效果與電池生產(chǎn)設(shè)備的有益效果相同,在此不再贅述。