本發(fā)明涉及，特別涉及一種用于電池烘烤的在線水分檢測方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在電池生產(chǎn)過程中，尤其是鋰電池的制造過程中，烘烤干燥是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。烘烤的主要目的是通過降低電池內(nèi)電芯的水分含量，以避免在電解液注入后，水分與電解液發(fā)生副反應(yīng)，進(jìn)而影響電池的循環(huán)性能、容量以及安全性。為了確保電池在加注電解液前已經(jīng)達(dá)到要求的干燥標(biāo)準(zhǔn)，通常需要將電池送入烘箱進(jìn)行真空干燥處理。

2、目前電池烘烤過程普遍采用的是傳統(tǒng)的時間控制法，即根據(jù)預(yù)定的烘箱真空干燥時間來完成電池的干燥任務(wù)。這種方法通過設(shè)定一定的烘烤時間，使得電池能夠在這個時間段內(nèi)達(dá)到一定的水分含量標(biāo)準(zhǔn)。

3、采用統(tǒng)一烘干時間的方式雖然可以使電池能夠在這個時間段內(nèi)達(dá)到一定的水分含量標(biāo)準(zhǔn)，但是各個電池的初始水分含量不同，干燥效果也會不同。對于某些水分較高的電池，可能無法在同樣的干燥時間內(nèi)將水分完全去除，而對于水分較低的電池，過長的干燥時間不僅無法提高干燥效果，還會造成能量的浪費(fèi)。

4、因此，在對電池干燥的過程中，如何實(shí)時、準(zhǔn)確地檢測電池中的水分值含量，動態(tài)調(diào)節(jié)烘干過程，確保電池干燥充分的同時，提高設(shè)備自動化程度及生產(chǎn)效率，成為了亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的是提供一種用于電池烘烤的在線水分檢測方法和系統(tǒng)，旨在在對電池干燥的過程中，實(shí)時、準(zhǔn)確地檢測電池中的水分值含量，動態(tài)調(diào)節(jié)烘干過程，確保電池干燥充分的同時，提高設(shè)備自動化程度及生產(chǎn)效率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種用于電池烘烤的在線水分檢測方法，包括以下步驟：

3、獲取電池的固有特性；

4、在烘烤電池的呼吸循環(huán)過程中，采集烘箱內(nèi)不同時間段的溫度參數(shù)和真空度參數(shù)；

5、根據(jù)不同時間段的溫度參數(shù)和真空度參數(shù)，獲取所述烘箱內(nèi)真空度變化率、烘箱內(nèi)的平均溫度值、以及絕對真空度值；

6、根據(jù)烘箱內(nèi)真空度變化率、烘箱內(nèi)的平均溫度值、絕對真空度值、以及電池的固有特性，構(gòu)建水分值與真空度變化率的關(guān)系模型；

7、實(shí)時獲取待檢測電池烘干過程中，烘干箱內(nèi)的多個時刻的溫度參數(shù)、真空度參數(shù)，并獲取待檢測電池的固有特性，根據(jù)水分值與真空度變化率的關(guān)系模型，獲取目標(biāo)時刻待檢測電池的水分值含量。

8、可以實(shí)現(xiàn)對電池烘烤過程中水分含量的精確檢測與控制。通過建立基于溫度、真空度變化率以及電池固有特性的多參數(shù)模型，能夠動態(tài)預(yù)測電池在不同烘烤階段的水分含量，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整烘烤策略，避免因過長或過短的烘烤時間導(dǎo)致水分過多或浪費(fèi)能源，從而有效提高生產(chǎn)效率。此外，實(shí)時檢測水分含量，減少了傳統(tǒng)水分測量方法對人工干預(yù)的依賴，也避免了破壞電池的抽檢方式，降低了生產(chǎn)成本。

9、在本技術(shù)的一實(shí)施例中，構(gòu)建水分值與真空度變化率的關(guān)系模型后，還包括：

10、基于python算法構(gòu)建人工智能模型，并通過所述人工智能模型對所述水分值與真空度變化率的關(guān)系模型進(jìn)行迭代優(yōu)化。

11、可以大幅提升水分值與真空度變化率關(guān)系模型的準(zhǔn)確性與可靠性。通過人工智能模型的迭代優(yōu)化，能夠根據(jù)不斷變化的烘烤環(huán)境和不同批次電池的固有特性，實(shí)時調(diào)整預(yù)測策略，使得電池烘烤過程更加精確高效。

12、在本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述溫度參數(shù)包括：溫度均值和溫度標(biāo)準(zhǔn)差之間的至少一種。

13、可以精確地控制烘箱的溫度環(huán)境，確保電池烘烤過程中的溫度穩(wěn)定性。通過實(shí)時監(jiān)控溫度均值和溫度標(biāo)準(zhǔn)差，不僅能夠優(yōu)化烘烤過程，提升水分去除效果，還能夠通過智能化的調(diào)整，避免因溫度波動導(dǎo)致的水分分布不均或干燥不完全現(xiàn)象。

14、在本技術(shù)的一實(shí)施例中，呼吸循環(huán)包括以下步驟：

15、s1：將烘箱抽真空至預(yù)設(shè)氣壓后，然后充入氮?dú)猓购嫦鋬?nèi)的氣壓恢復(fù)至常壓狀態(tài)；

16、s2：在第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)，將所述烘箱加熱至第一預(yù)設(shè)溫度并保持；

17、s3：將烘箱抽真空至預(yù)設(shè)氣壓，并保持第二預(yù)設(shè)時間，待第二預(yù)設(shè)時間結(jié)束后，向烘箱內(nèi)充入氮?dú)?，使烘箱?nèi)的氣壓恢復(fù)至常壓狀態(tài)，并持續(xù)第三預(yù)設(shè)時間，并統(tǒng)計步驟s3的執(zhí)行次數(shù)；

18、s4：判斷步驟s3的執(zhí)行次數(shù)是否小于預(yù)設(shè)次數(shù)，若是，重復(fù)執(zhí)行步驟s3：

19、s5：若否，結(jié)束對烘箱的加熱。

20、通過精確控制烘箱內(nèi)部的真空度和溫度，能夠有效去除電池內(nèi)部的水分。在多個真空和充氮?dú)庋h(huán)過程中，不僅避免了由于溫度過高而可能對電池造成的損害，還通過充氮?dú)獾姆绞接行Х乐沽嘶瘜W(xué)反應(yīng)的發(fā)生。重復(fù)的呼吸循環(huán)確保電池內(nèi)部水分的充分去除，提高了烘烤效果的一致性和穩(wěn)定性。

21、在本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)氣壓為a，50pa≥a≥10pa。在該氣壓范圍內(nèi)，烘箱能夠更有效地創(chuàng)造一個低壓環(huán)境，有助于電池內(nèi)部水分的迅速揮發(fā)。較低的氣壓能夠顯著降低水分的蒸發(fā)溫度，使得電池內(nèi)部的水分能夠在較低溫度下就開始揮發(fā)，從而減少電池在高溫下受到的熱損傷。

22、在本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述第一預(yù)設(shè)溫度為w，105℃≥w≥90℃。在90℃至105℃的溫度范圍內(nèi)，烘箱可以提供足夠的熱量，使電池內(nèi)部的水分有效蒸發(fā)。溫度過低會導(dǎo)致水分去除不完全，而溫度過高則會對電池產(chǎn)生熱損害。

23、在本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述第一預(yù)設(shè)時間為t，180min≥t≥60min。設(shè)定第一預(yù)設(shè)時間在60分鐘至180分鐘之間，可以確保電池在最優(yōu)的時間內(nèi)完成初步的水分去除。

24、本技術(shù)還公開了一種電池烘烤在線水分檢測系統(tǒng)，包括：

25、數(shù)據(jù)采集單元，用于采集烘箱的溫度參數(shù)和真空度參數(shù)；

26、數(shù)據(jù)處理單元，連接于所述數(shù)據(jù)采集單元，并可根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集單元的采集結(jié)果構(gòu)建水分值與真空度變化率的關(guān)系模型；

27、控制單元，設(shè)有輸入模塊，可向所述數(shù)據(jù)處理單元輸入?yún)?shù)，并可接收所述數(shù)據(jù)處理單元反饋的數(shù)據(jù)處理結(jié)果；以及

28、執(zhí)行單元，連接于所述控制單元，可接收所述控制單元的指令控制所述數(shù)據(jù)采集單元采集數(shù)據(jù)。

29、通過數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、控制單元和執(zhí)行單元的協(xié)同工作，能夠?qū)崿F(xiàn)對電池烘烤過程中水分的實(shí)時檢測和預(yù)測。該系統(tǒng)能夠精確地采集烘箱內(nèi)的溫度和真空度變化數(shù)據(jù)，通過建立水分值與真空度變化率的關(guān)系模型，實(shí)時監(jiān)控電池的水分含量，并在整個烘烤過程中自動調(diào)整工藝參數(shù)，避免過度干燥或不足的情況。

30、在本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)采集單元包括溫度傳感器和真空計。

31、數(shù)據(jù)采集單元通過溫度傳感器和真空計的高精度數(shù)據(jù)采集，能夠?qū)崿F(xiàn)對烘箱內(nèi)部溫度和真空度的精準(zhǔn)監(jiān)控。

32、在本技術(shù)的一實(shí)施例中，還包括優(yōu)化單元，連接于所述數(shù)據(jù)處理單元，用于對所述數(shù)據(jù)處理單元生成的水分值與真空度變化率的關(guān)系模型進(jìn)行優(yōu)化迭代，并將優(yōu)化迭代的結(jié)果反饋至所述控制單元。優(yōu)化單元通過不斷優(yōu)化水分值與真空度變化率的關(guān)系模型，能夠顯著提高模型的預(yù)測精度和適應(yīng)能力。

33、采用上述技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)對電池烘烤過程中水分含量的精確檢測與控制。通過建立基于溫度、真空度變化率以及電池固有特性的多參數(shù)模型，能夠動態(tài)預(yù)測電池在不同烘烤階段的水分含量，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整烘烤策略，避免因過長或過短的烘烤時間導(dǎo)致水分過多或浪費(fèi)能源，從而有效提高生產(chǎn)效率。此外，實(shí)時檢測水分含量，減少了傳統(tǒng)水分測量方法對人工干預(yù)的依賴，也避免了破壞電池的抽檢方式，降低了生產(chǎn)成本。