CN102113151B - 用于干燥电极材料的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
为了实现电池品质的提高,提供一种用于干燥电极材料的电极材料干燥方法和设备。包含溶剂的电极材料部在金属箔上彼此间隔开。感应加热金属箔的感应线圈面对金属箔。施加于金属箔的位于电极材料部之间的未涂覆部的热量被减少到施加于金属箔的配置有电极材料部的涂覆部的热量以下。在沿排列方向、即沿电极材料部的排列方向彼此相对地移动金属箔和感应线圈的同时,利用感应加热使金属箔发热,所述热蒸发电极材料部中的溶剂。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年8月4日提交的日本专利申请No.2008-201183的优先权,该日本专利申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明涉及用于干燥电极材料的方法和设备。
背景技术
近年来,锂离子二次电池已经成为二次电池的研发焦点,而二次电池是使电动车和混合电动车实用化的关键。锂离子二次电池具有如下的构造:在作为集电体的各金属箔的表面形成扁平电极,并且将多个电极和金属箔堆叠在一起,以提高能量密度。通过在金属箔上涂布包括活性材料和溶剂等的电极材料、干燥电极材料、对电极材料进行加压等形成电极。
例如,根据日本特开2004-327203号公报中公开的技术,在输送长的金属箔的同时在该金属箔的表面上连续地涂布电极材料,然后通过感应加热使电极材料干燥。特别地,用于对金属箔进行感应加热的感应线圈与金属箔的表面相对,并且金属箔在移动的同时连续地经受感应加热。
发明内容
相反,本发明的实施方式用在如下的技术中:电极材料在被干燥和加压之前被间断地涂布于长的金属箔的表面以形成涂覆部和未涂覆部。这些实施方式提供如下的用于干燥电极材料的方法和设备:所述方法和设备抑制了间断地配置有电极材料部的金属箔中的未涂覆部的温度过度升高并且防止了金属箔劣化等,以提高电极材料的品质。
为了实现上述目的,根据本发明的用于干燥电极材料的方法包括首先提供金属箔并且将用于感应加热金属箔的感应线圈配置成与金属箔相对,其中,通过将包含溶剂的电极材料部涂布于金属箔而在金属箔上间隔开地设置电极材料部。在沿电极材料部的排列方向相对地移动金属箔和感应线圈的同时,利用感应加热使金属箔发热,从而蒸发溶剂。在蒸发溶剂时,使施加于金属箔的在电极材料部之间露出的未涂覆部的热量减少到施加于金属箔的配置有电极材料部的涂覆部的热量以下。
为了实现上述目的,根据本发明的用于干燥电极材料的设备包括与金属箔相对地配置的感应线圈,其中,在金属箔上彼此间隔开地设置包含溶剂的电极材料部。感应线圈感应地加热金属箔。输送器使金属箔和感应线圈在电极材料部的排列方向上相对移动,电源为感应线圈提供电力。控制器控制电源以减少供给到感应线圈的电力,从而将施加于金属箔的在电极材料部之间露出的未涂覆部的热量减少到施加于金属箔的配置有电极材料部的涂覆部的热量以下。在控制器使金属箔和感应线圈沿排列方向相对地移动的同时,利用感应加热使金属箔发热,从而蒸发溶剂。
为了实现上述目的,根据本发明的用于干燥电极材料的设备包括与金属箔相对地配置的感应线圈,其中,在金属箔上间隔开地设置包含溶剂的电极材料部。感应线圈感应地加热金属箔,输送器使金属箔和感应线圈在电极材料部的排列方向上相对移动。电源为感应线圈提供电力,并且控制器控制输送器。控制器控制输送器以增大金属箔相对于感应线圈的速度,从而将施加于金属箔的在电极材料部之间露出的未涂覆部的热量减少到施加于金属箔的配置有电极材料部的涂覆部的热量以下。在控制器使金属箔和感应线圈沿排列方向相对地移动的同时,利用感应加热使金属箔发热,从而蒸发溶剂。
以下更具体地说明本发明的这些实施方式和其它实施方式的细节和变化。
附图说明
这里参照附图进行说明,在所有的视图中,相同的附图标记表示相同的部件,其中:
图1是锂离子二次电池的立体图;
图2是示例性示出锂离子二次电池的构造的截面图;
图3是根据第一实施方式的用于涂覆和干燥电极材料的设备的示意图;
图4是图3的局部放大图;
图5A是示出用于干燥电极材料的设备的主要部件的俯视图;
图5B是沿图5A中的线5B-5B截取的截面图;
图6是示出感应线圈的立体图;
图7包括:(A)示出间断地配置有电极材料部的金属箔的截面图;和(B)至(E)分别示出高频电源的输出变化与电极材料部的排列图案之间的关系的图;
图8包括:(A)示出间断地配置有电极材料部的金属箔的截面图;和(B)示出高频电源的输出变化与电极材料部的排列图案之间的关系的图;
图9A是用于在干燥电极材料部之后对电极材料部进行加压的加压机的示意图;
图9B是示出图9A的加压机的主要部件的俯视图;
图10包括:(A)示出彼此相对移动的金属箔和感应线圈之间的位置关系的示例的俯视图;和(B)是在实现如(A)所示的位置关系时金属箔的温度分布;
图11包括:(A)示出通过使金属箔和感应线圈从图10所示的位置关系相对地移动而使感应线圈到达未涂覆部的状态的俯视图;和(B)是在实现如(A)所示的位置关系时金属箔的温度分布;
图12是根据第二实施方式的用于涂覆和干燥电极材料的设备的示意图;
图13包括:(A)示出间断地配置有电极材料部的金属箔的截面图;和(B)示出被输送的金属箔的输送速度的变化的图;
图14是示出根据第三实施方式的用于干燥电极材料的设备的主要部件的俯视图;
图15A是示出根据第四实施方式的用于干燥电极材料的设备的主要部件的俯视图;
图15B是沿图15A中的线15B-15B截取的截面图;
图16是示出根据第五实施方式的用于干燥电极材料的设备的主要部件的俯视图;
图17是示出辅助感应线圈的立体图;
图18是沿图16中的线18-18截取的截面图;
图19包括:(A)和(B)示出彼此相对移动的金属箔和感应线圈之间的位置关系的示例的俯视图;和(C)示出高频电源的输出的变化的图;
图20包括:(A)示出彼此相对移动的金属箔和辅助感应线圈之间的位置关系的示例的俯视图;和(B)示出高频电源的输出的变化的图;
图21是示出根据第六实施方式的用于干燥电极材料的设备的主要部件的截面图;
图22是示出根据第七实施方式的用于干燥电极材料的设备的主要部件的俯视图;
图23是示出根据第八实施方式的用于干燥电极材料的设备的主要部件的俯视图;
图24是示出第八实施方式的变型例的俯视图;
图25是示出根据第九实施方式的用于干燥电极材料的设备的主要部件的截面图。
具体实施方式
电极形成处理不仅包括连续涂覆处理,而且包括间断涂覆处理,在连续涂覆处理中,如前所述连续地配置电极材料部,在间断涂覆处理中,间断地配置电极材料部。在间断涂覆处理中,通过将电极材料部涂布于金属箔而使电极材料部间隔开。在本说明书中,金属箔的涂布有电极材料部的部分被称为涂覆部,而金属箔的在电极材料部之间露出的另一部分被称为未涂覆部。通过在金属箔上间断地配置电极材料部而在金属箔上接连地形成涂覆部和未涂覆部。未涂覆部被用作使电极彼此电连接的接头(tab)或者使电池的外部端子与金属箔电连接的接头。
在未涂覆部中,因为未配置电极材料而使金属箔露出,所以施加到未涂覆部的热量少于施加到涂覆部的热量。由此,当作为薄膜的金属箔连续地经受感应加热并且发热时,未涂覆部的温度会升高到过高的程度。未涂覆部的温度的过度升高会引起例如未涂覆部的异常延伸以及由于氧化而导致的劣化等缺陷,由此导致电极的品质低下,进而导致电池的品质低下。
根据本发明,可以通过抑制间断地配置有电极材料部的金属箔中的未涂覆部的温度的过度升高并且防止金属箔劣化等来提高电极材料的品质。
现在参照附图说明本发明的实施方式。应注意,将省略对各实施方式的重复说明。
如图1和图2所示,锂离子二次电池10被构造成将电池元件17收纳于外壳22并且防止外部冲击和环境劣化。
电池元件17具有多个单电池层16堆叠的构造,各单电池层16均包括阴极12、电解质层13和阳极15。通过在阴极集电体11的两侧面设置阴极活性材料层形成阴极12。通过在阳极集电体14的两侧面设置阳极活性材料层形成阳极15。在如图1和图2所示的锂离子二次电池10中,各单电池层16以并联的方式电连接。在电池元件17的邻近最外层的最外层阴极集电体11a的外侧面形成阴极12。
为了从电池元件17引出电流,用作外部端子的阴极接头24和阳极接头19从外壳22向外延伸。阴极接头24经由对应的阴极导线20被连接到各阴极集电体11。阳极接头19经由对应的阳极导线21被连接到各阳极集电体14。
在轻量化和热传导性方面,外壳22由例如聚合物-金属复合层压膜等片状构件制成,该聚合物-金属复合层压膜通过用例如聚丙烯膜等绝缘体涂覆例如铝、不锈钢、镍和/或铜(包括其合金)等金属而形成。外壳22通过利用热熔使片状构件的所有外周或部分外周接合来密封电池元件17。
参照图3至图11说明根据第一实施方式的用于涂覆和干燥电极材料的设备。
如图3和图4所示,涂覆-干燥设备100是用于通过将电极材料133的浆料涂布到作为集电体的金属箔130并且通过使电极材料133中所含的溶剂蒸发而干燥电极材料133来制造锂离子二次电池10的电极(即,阴极12和阳极15)的设备。涂覆-干燥设备100具有用于通过使电极材料133中的溶剂蒸发来干燥电极材料133的电极材料干燥设备102和用于将电极材料133涂布到金属箔130的涂覆机104。
涂覆机104具有用于给送电极材料133的狭缝模(slit die)170和用于将电极材料133供给到狭缝模170的电极材料供给部172。电极材料供给部172具有用于收纳电极材料133的容器(未示出)和用于对电极材料133进行加压的泵(未示出)。狭缝模170具有直线状的狭缝并且沿输送金属箔130的排列方向从狭缝间断地涂布电极材料。电极材料部133沿输送金属箔130的排列方向被配置成使得电极材料部133以距离S间隔开(见图4)。
电极材料干燥设备102通常具有与带状金属箔130相对地配置的感应线圈110以感应加热该金属箔130,包含溶剂的电极材料部133被间断地配置于金属箔130。电极材料干燥设备102还包括用于使金属箔130和感应线圈110沿排列电极材料部133的排列方向相对地移动的输送器、用于将电力供给到感应线圈110的高频电源117和控制器或控制单元140,其中,控制器或控制单元140不仅控制高频电源117,而且控制涂覆-干燥设备100的整体操作。
控制器140使金属箔130和感应线圈110沿电极材料部133的排列方向相对地移动。同时,在通过利用感应加热使金属箔130发热来蒸发溶剂时,控制器140通过控制高频电源117以减少供给到感应线圈110的电力,来减少施加到金属箔130的在金属箔130的支撑电极材料部133的涂覆部131之间露出的未涂覆部132的热量。控制器140逐步地或连续地改变施加到金属箔130的热量。
为了蒸发电极材料133中的溶剂,图示的电极材料干燥设备102的示例除了用于感应加热金属箔130的感应线圈110之外还具有热风干燥机141。预备地设置热风干燥机141,用于可靠地干燥电极材料133。另外,电极材料干燥设备102具有如下文具体说明的用于检测电极材料部133的配置的传感器142。
因为一个锂离子电池10使用多个电极,所以,为了批量生产电极,通常通过在长的金属箔130上涂布电极材料部133来连续地生产电极。在连续生产电极时,辊到辊处理(roll-to-rollprocessing)适用于电极堆叠(存储)方法。
为此,在第一实施方式中,输送器利用辊到辊处理来输送长的金属箔130。输送器具有用于供给作为集电体的金属箔130的供给辊144、用于卷取金属箔130的卷取辊146和用于支撑金属箔130的下表面的多个支撑辊(未示出)。连接到卷取辊146的轴的马达M 1使卷取辊146转动。卷绕有金属箔130的供给辊144在轴145处设置有制动机构(未示出)并且通过施加张力给送金属箔130。卷取辊146卷取来自供给辊144的金属箔130并且输送金属箔130。
金属箔130可以由例如铝、铜、镍、铁和/或不锈钢等适当的材料制成。特别地,例如,阴极集电体可以由例如铝等的金属箔130制成,阳极集电体可由例如铜等的金属箔130制成。虽然金属箔130的具体厚度不受特别限制,但是,在铝制的情况下,金属箔130是厚度为大约20μm的薄膜,在铜制的情况下,金属箔130是厚度为大约10μm的薄膜。
电极材料133包括用于形成锂离子二次电池10的阴极的阴极电极材料和用于形成锂离子二次电池10的阳极的阳极电极材料。
一方面,阴极电极材料包括例如阴极活性材料、导电助剂和粘接剂,这些组分通过添加溶剂而均匀分散,由此被制成为具有预定粘度。阴极活性材料可以是例如锰酸锂。导电助剂可以是例如乙炔黑。粘接剂可以是例如PVDF(聚偏二氟乙烯)。溶剂可以是例如NMP(N-甲基吡咯烷酮)。
阴极活性材料不限于锰酸锂,但是从容量和输出的角度优选使用锂过渡金属复合氧化物作为阴极活性材料。例如碳黑或石墨可用作导电助剂。粘接剂不限于PVDF。另外,溶剂不限于NMP,可以使用任何已知的溶剂作为溶剂。
另一方面,阳极电极材料包括例如阳极活性材料、导电助剂和粘接剂,这些组分通过添加溶剂而均匀分散,由此被制成为具有预定粘度。阳极活性材料可以是例如石墨。导电助剂可以是例如乙炔黑,粘接剂可以是例如PVDF,溶剂可以是例如NMP。
阳极活性材料不特别限于石墨,而是可以使用硬碳或锂过渡金属复合氧化物作为阳极活性材料。例如碳黑或石墨可用作导电助剂。粘接剂不限于PVDF。另外,溶剂不限于NMP,可以使用任何已知的溶剂作为溶剂。
传感器142检测电极材料部133的与涂覆部131和未涂覆部132之间的交界对应的边缘,并且将电极材料部133的配置信息转换成信号。考虑到金属箔130的长度由于张力而变化,传感器142被配置在位于沿输送金属箔130的排列方向的上游的感应线圈110的紧前方。应注意,可以由反射型光电传感器、激光测距传感器等方便地实现传感器142。
作为可选方案,代替传感器142,可以根据卷取辊的卷取量来检测涂覆部131和未涂覆部132的配置信息,其中,卷取量可以由设置于马达M11的编码器(未示出)来测量。应注意,因为使用如上所述的传感器142直接检测涂覆部131的位置和未涂覆部132的位置,所以根据本实施方式的检测精度可以更高。
控制器140和这里所述的其它控制器主要由CPU和存储器构成,其中,存储器存储用于控制这里所述的操作的软件程序。传感器142被电连接到控制器140,并且来自传感器142的信号进入控制器140。控制器140基于来自传感器142的信号控制高频电源117的输出。高频电源117被电连接到感应线圈110并且通过施加交流电力产生磁力线。控制器140可以通过控制高频电源117逐步地或连续地改变施加到金属箔130的热量。
另外,控制器140控制涂覆机104的致动并且调整电极材料133的涂布量和涂布厚度、电极材料133的沿输送电极材料133的排列方向的宽度、电极材料部133之间的距离等。控制器140还控制马达M11的致动并且调整金属箔130的输送速度。例如,控制器140控制马达M11使得金属箔130的输送速度固定在1m/min。其它实施方式以包括可变速度的其它速度输送金属箔130。
热风干燥机141相对于感应线圈110位于排列方向(即,金属箔130的输送方向)的下游,并且在金属箔130经过热风干燥机时从电极材料133中去除溶剂。可利用现有技术中已知的技术来实现热风干燥机141,并且热风干燥机141利用热风将热施加到电极材料133以蒸发电极材料133中的溶剂。
如图5A和图5B所示,感应线圈110被配置成使得由感应线圈110产生的磁通量沿与金属箔130的表面垂直的方向透过金属箔130的表面。这是因为,当薄的金属箔130充分经受感应加热时,薄的金属箔130能够发热。也就是说,在通过绕金属箔卷绕感应线圈而沿与金属箔的表面平行的方向产生磁通量的示例中,涡电流在金属箔的截面的周围流动。结果,随着金属箔的厚度变薄,由于金属箔的截面中沿相反方向流动的涡电流相互抵消或相互干涉,金属箔产生较少的焦耳热。相反,如果沿与金属箔130的表面垂直的方向产生磁场,则涡电流沿与金属箔130的表面平行的方向流动并且薄的金属箔130能够产生足够的焦耳热。应注意,尽管在某些情形下不期望,但是本发明不排除通过绕金属箔卷绕感应线圈而沿与金属箔的表面平行的方向产生磁通量的情况。这是因为取决于所使用的金属箔的厚度,金属箔可产生足够的焦耳热。
感应线圈110包括横断电极材料部133的排列方向延伸的感应加热部,控制器140将感应加热部与未涂覆部132对着时施加于金属箔130的热量减少到感应加热部与涂覆部131对着时施加于金属箔130的热量以下。由此,可以将施加到未涂覆部132的热量减少为小于施加到涂覆部131的热量。为了感应加热金属箔130,以至少一个感应加热部与金属箔130的一个表面相对的方式设置至少一个感应加热部足以。
应注意,为了使金属箔130有效地发热,感应加热部可以被设置成使得感应加热部与金属箔130的任一侧面相对或者使若干个感应加热部与金属箔130的一个侧面相对。
因此,在第一实施方式中,从使金属箔130有效发热的角度出发,如下配置感应线圈110。
如图5A和图5B所示,感应线圈110包括横断电极材料部133的排列方向延伸并且沿排列方向间隔开的至少两个感应加热部,即第一感应加热部和第二感应加热部。第一感应加热部和第二感应加热部之间的距离具有如下尺寸:使得第一感应加热部和第二感应加热部同时分别与不同的未涂覆部132对着。然后,控制器140将第一感应加热部和第二感应加热部分别与不同的未涂覆部132对着时施加于金属箔130的热量减小到感应加热部与涂覆部131对着时施加于金属箔130的热量以下。
特别地,如图5A所示,感应线圈110与金属箔130的表面相对并且产生沿与金属箔130的表面垂直的方向的磁场。感应线圈110具有线圈主体111和由铁素体制成的长的磁芯112,其中,交流电流流过线圈主体111。线圈主体111可以是例如铜管。
电极材料部133沿金属箔130的纵长方向间断地配置并且通常位于金属箔130的表面的横向(图5A中的从上到下的宽度方向)的中央。换句话说,金属箔130包括在金属箔130的横向的至少一端未配置电极材料部133的露出部134,其中,所述横向与电极材料部133的排列方向相交。通过这种方式,露出部134的设置防止了涂布到金属箔130的一个表面的电极材料133向下流到相反的表面。
如图5B所示,磁芯112的截面通常为U形。磁芯112包围感应线圈110的各个感应加热部113、114、115和116。磁芯112提供如下的磁路:该磁路使由感应线圈110产生的磁通量沿与金属箔130的表面垂直的方向透过。可由磁芯112操作感应线圈110以将磁力线集中于金属箔130,从而有效地加热金属箔130。
感应加热部113和感应加热部114以与电极材料部133的排列间距P相同的距离(P的1倍)彼此间隔开地配置于金属箔130的一侧(D1=P)。感应加热部113和114同时分别与不同的未涂覆部132对着。
感应加热部115和感应加热部116被配置于金属箔130的与感应加热部113、114所在侧相反的一侧。感应加热部115和感应加热部116以与间距P相同的距离(P的1倍)彼此间隔开(D2=P),感应加热部115和116同时分别与不同的未涂覆部132对着。
在图5B中,位于金属箔130的上侧的感应加热部113和114构成第一感应加热部和第二感应加热部,位于金属箔130的下侧的感应加热部115和116也构成第一感应加热部和第二感应加热部。第一感应加热部和第二感应加热部以电极材料部133的排列间距的自然数倍的间距彼此间隔开,使得第一感应加热部和第二感应加热部同时分别与不同的未涂覆部132对着。在第一实施方式中,为了容易理解,第一感应加热部和第二感应加热部之间的距离被设定为等于电极材料部133的排列间距。在本文中,术语“同时”意在阐述本实施方式与后述的第五实施方式之间的区别,在第五实施方式中,施加到涂覆部的一部分的热量被积极地减少,并且配置另一感应线圈来补偿施加到涂覆部的该部分的热量的减少。因此,在某些情况下,可以对第一实施方式进行如下变型:即使第一感应加热部和第二感应加热部中的任一方不与未涂覆部132对着,也不必用另一感应线圈来补偿施加到涂覆部131的热量。如上所述,在不需要用另一感应线圈来补偿施加到涂覆部131的热量的情况下,第一感应加热部和第二感应加热部之间的距离可以是例如由间距加上沿金属箔130的输送方向的距离S算出的尺寸或从间距中减去距离S算出的尺寸等。另外,第一感应加热部和第二感应加热部之间的距离可以是例如由间距加上/减去线圈主体的直径算出的尺寸,所述直径特别地是上述示例中的形成线圈主体的铜管的直径。
如图6所示,例如通过弯折铜管形成线圈主体111。各个感应加热部113、114、115和116形成为直线状。感应加热部113和114彼此平行,感应加热部115和116彼此平行。
另外,感应加热部113和115被形成为使得感应加热部113和115以将金属箔130插在二者之间的方式彼此相对。感应加热部114和116被形成为使得感应加热部114和116以将金属箔130插在二者之间的方式彼此相对。在该情况下,线圈主体111被弯折成使得流经感应加热部113和115的交流电流的方向相同并且流经感应加热部114和116的交流电流的方向相同。
以此方式,感应线圈110包括感应加热部对113和115以及感应加热部对114和116,感应加热部对113和115以及感应加热部对114和116均以将金属箔130插在二者之间的方式彼此相对。高频电源117使得相同方向的电流在感应加热部对113和115中流动并且使得相同方向的电流在感应加热部对114和116中流动。结果,由感应加热部113引起的磁力线在金属箔130中产生的感应电流以及由感应加热部115引起的磁力线在金属箔130中产生的另一感应电流沿相同的方向流动,而不会相互抵消。因此,金属箔130产生足够的焦耳热。对于感应加热部114和116也是相同的情形。
感应线圈110的感应加热部113、115、114和116的延伸方向优选地垂直于电极材料部133的排列方向。在金属箔130的移动过程中,当从金属箔130的横向观察时,感应线圈110将同时重叠于电极材料部133的边缘并且将同时离开电极材料部133的边缘。这就是在施加到金属箔130的热量被控制成减小或增大的情况下能够沿金属箔130的横向均匀地加热电极材料部133的原因。
线圈主体111的内部与用于给送冷却水的冷却器(未示出)连通。在感应加热过程中,从冷却器供给的冷却水在线圈主体111的内部循环以抑制线圈主体111的温度升高。
现在将说明用于干燥电极材料133的方法。
通常,干燥电极材料133的步骤包括首先提供带状金属箔130,其中,包含溶剂的电极材料部133以距离S彼此间隔开地间断地配置在金属箔130上。然后,将感应线圈110设置在与金属箔130相对的位置。然后,在通过使卷取辊146转动以使金属箔130相对于感应线圈110移动的同时,金属箔130由于感应加热而发热以蒸发溶剂。同时,施加于金属箔130的未涂覆部132的热量被减小到施加于金属箔130的涂覆部131的热量以下。在第一实施方式中,通过输送金属箔130而使金属箔130相对于感应线圈110移动。另外,控制器140控制高频电源117并且通过减小供给到感应线圈110的电力而将施加于未涂覆部132的热量减小到施加于涂覆部131的热量以下。现在将更具体地加以说明。
在第一实施方式中,当金属箔130相对于感应线圈110沿电极材料部133的排列方向被输送时,感应加热使得金属箔130发热以蒸发电极材料部133中的溶剂。在这种情况下,第一感应加热部和第二感应加热部同时分别与不同的未涂覆部对着,如果第一感应加热部和第二感应加热部分别与不同的未涂覆部对着,则施加于金属箔的热量被减小到第一感应加热部和第二感应加热部分别与不同的涂覆部对着时施加于金属箔的热量以下。
换句话说,感应加热部113和114以及感应加热部115和116同时分别与不同的未涂覆部132对着,如果感应加热部113、114、115、116与未涂覆部132对着,则与感应加热部113、114、115和116与涂覆部131对着的情况相比,施加到金属箔130的热量减小。
具体地,如图7所示,当感应加热部113、114、115和116与未涂覆部132对着时,向感应线圈130供给电力,也就是说,与感应加热部113、114、115和116与涂覆部131对着的情况相比,高频电源117的输出减小。无论何时减小输出,都可以不同地设定高频电源117的输出变化的图案。在图7中,示出了施加到金属箔130的热量、即输出阶梯状变化的示例。图8示出了施加到金属箔130的热量、即输出连续变化的示例。无论施加到金属箔130的热量是阶梯状变化还是连续变化,施加于未涂覆部132的热量都能够减小到施加于涂覆部131的热量以下。
参照图7的(B),在感应加热部113、114、115和116与涂覆部131的一部分对着期间,示例输出A保持恒定。然后,在感应加热部113、114、115和116刚要与未涂覆部132对着之前,输出开始减小。在感应加热部113、114、115和116与未涂覆部132的一部分对着期间,输出被保持在下限值L1。
参照图7的(C),与输出A的情况一样,在感应加热部113、114、115和116刚要与未涂覆部132对着之前,输出B开始减小,在感应加热部113、114、115和116与未涂覆部132对着期间,输出被保持在下限值L2。
参照图7的(D),在感应加热部113、114、115和116与涂覆部131对着期间,示例输出C保持恒定,在感应加热部113、114、115和116开始与未涂覆部132对着的同时输出开始减小。之后,当输出达到下限值L3时,输出变化从减小变为增大。
参照图7的(E),在感应加热部113、114、115和116与涂覆部131的一部分对着期间,示例输出D保持恒定,在感应加热部113、114、115和116刚要与未涂覆部132对着之前,输出开始增大。当感应加热部113、114、115和116开始与未涂覆部132对着时,输出变化从增大变为减小,在感应加热部113、114、115和116与未涂覆部132的一部分对着期间,输出被保持在下限值L4。之后,在感应加热部113、114、115和116刚要开始与涂覆部131对着之前,输出开始增大。当感应加热部113、114、115和116开始与涂覆部131对着时,输出变化从增大变为减小,并且输出在一定期间保持恒定。所示的输出D的示例的特征在于输出的峰值被配置成与涂覆部131的边缘对应,当未涂覆部132处的输出减小时,涂覆部131的边缘的温度可能比涂覆部131的中央的温度低。
与各图案对应的输出的下限值L1、L2、L3和L4以及间隔可以不同地设定。换句话说,只要能够抑制由于未涂覆部132的温度过度升高导致的异常延伸和未涂覆部的表面产生的氧化膜等,确保作为接头的导电性并且避免性能劣化即可应用各种下限值和间隔。
虽然下限值L1至L4可以等于零,但是,因为当未涂覆部132和涂覆部131之间的温差变大时金属箔130可能发生变形,所以,优选进行一定程度的加热。例如,进行加热使得未涂覆部132的温度等于涂覆部131的温度的约50%。另外,输出可以进行各种变化。例如,输出可以矩形的方式突然减小到下限值或从下限值突然增大,但是从产品品质的角度出发,优选输出在较长的时间段变化。
在上述各个图案中,虽然在感应加热部113、114、115和116与涂覆部131的至少一部分对着期间,输出保持恒定,但是输出不限于此。代替地,输出例如可以使得电极材料133中的溶剂浓度等于或小于期望值并且使得电极材料133的温度在大约100℃至130℃的范围。在第一实施方式中,因为金属箔130被感应加热以预热热风干燥机141,所以,该情况下的溶剂浓度的期望值例如是100ppm。
在图7中,控制输出使得在感应加热部113、114、115和116与未涂覆部132对着期间,输出保持在下限值L1至L4,但是控制不限于这种方式,可以以任意方式施加控制,只要能防止未涂覆部132的品质劣化即可。例如,如图8的(B)所示,可以控制输出使得输出不被保持在下限值,而是连续地变化。
如本说明书先前所述,控制器140根据感应加热部113、114、115和116分别与涂覆部131和未涂覆部132对着的间隔改变高频电源117的输出,并且在抑制未涂覆部132中的温度的过度升高同时蒸发电极材料133中的溶剂。
当第一对感应加热部114和116与涂覆部131对着时以及当第二对感应加热部113和115与涂覆部131对着时,涂覆部131和电极材料133的温度被升高两次。然后,在输送金属箔130期间,这些温度通过自然散热逐渐降低。
在利用感应线圈110使电极材料133中的溶剂蒸发以后,金属箔130和电极材料133被输送到热风干燥机141,并且去除电极材料133中的剩余溶剂。因为热风干燥机141可以预干燥电极材料133,所以电极材料133可以仅使用感应线圈110来干燥。在干燥电极材料133之后,对电极材料133进行加压,从而使电极材料的表面平滑。
如图9A所示,在输送金属箔130的同时,加压机150借助于配置在金属箔130的两侧的加压辊对151和152对电极材料133进行加压。
加压机150具有用于卷取金属箔130的辊153和被连接到辊153的转轴的马达M12。马达M12使辊153转动,辊153从卷绕有金属箔130和电极材料133的辊154卷取金属箔130,并且输送金属箔130和电极材料133。
如图9B所示,加压辊151和152沿与输送金属箔130的方向相反的方向交替地对电极材料部133和未涂覆部132进行加压。加压后,未涂覆部132在与未涂覆部132邻接的露出部134处受到力。该力大致等于由加压辊151和152施加的力。
相反,由于金属箔130的涂覆部131具有从金属箔130的表面突出的电极材料部133,所以涂覆部131容易受到比施加到与涂覆部131邻接的露出部134的力大的力的影响。结果,涂覆部131的延伸与露出部134的延伸之间在输送方向上存在差异。
特别地,在电极材料部133不是间断地配置而是无间隔地连续配置的连续涂覆处理中,涂覆部131的延伸与露出部134的延伸之间的差异在输送方向上累积使得金属箔130可能发生变形。在为了增大电容而在金属箔上涂布200μm至300μm以上范围的电极材料部133的情况下,变形可能是显著的。
但是,根据本发明的实施方式,因为电极材料部133被间断地配置,加压后涂覆部131的延伸和露出部134的延伸之间的差异不像连续涂覆处理的情况那样在金属箔130的输送方向上累积,并且能够抑制由于加压引起的金属箔130的变形。另外,如果涂覆部131和未涂覆部132的交界区域之间的张力存在一些差异,由于该区域非常小所以差异不累积。张力进而沿金属箔130的输送方向施加,因此在形成如上所述的接头的区域处金属箔不会断裂。因此,需要间断地形成涂覆部131。
应注意,在本实施方式中,电极材料133被涂布于金属箔130的一个表面,且金属箔130的两个表面均经受干燥和加压。可替代地,电极材料133可以涂布于金属箔130的两个侧面。在干燥金属箔130的两个侧面之后,金属箔130的两个侧面均可以经受加压。换句话说,电极材料133可以通过涂覆、干燥和加压处理被配置于金属箔130的一个侧面或两个侧面。
现在将说明第一实施方式的效果。
在第一实施方式中,当感应加热部113、114、115和116与未涂覆部132对着时,与感应加热部与涂覆部131对着的情况相比,控制器140减小高频电源117的输出,从而减少施加到金属箔130的热量。
结果,如图10的(A)和(B)以及图11的(A)和(B)所示,未涂覆部132的温度可以被保持为低于涂覆部131的温度,并且能够避免未涂覆部132处的温度过度升高。因此,根据第一实施方式,能够避免金属箔130的劣化等并且能够实现品质的提高。
根据第一实施方式,感应加热部113和114以等于间距P的距离彼此间隔开,并且同时分别与不同的未涂覆部132对着。另外,感应加热部115和116被配置成以等于间距P的距离彼此间隔开,并且同时分别与不同的未涂覆部132对着。
因此,当一对感应加热部113和115例如与未涂覆部132对着并且输出减小时,另一对感应加热部114和116将不与涂覆部131对着,并且施加到涂覆部131的热量将不减少。结果,能够均匀地加热电极材料133。
在第一实施方式中,感应加热部113、114、115和116对金属箔130的两个侧面进行感应加热。结果,与仅将热施加到金属箔130的一个侧面相比,第一实施方式能够更有效地将热施加到涂覆部131,由此通过减少干燥时间而提高了生产率。
参照图12和图13说明根据第二实施方式的用于涂覆和干燥电极材料的设备。
如图12所示,根据第二实施方式的涂覆-干燥设备200具有大体类似于第一实施方式的构造,区别在于马达M23被连接到供给辊244的轴245。
通常,当金属箔230和感应线圈210沿排列方向(即,电极材料部233的排列方向)相对移动以通过感应加热使金属箔230发热从而蒸发溶剂时,控制器240控制输送器以增大金属箔230相对于感应线圈210的速度,使得施加到未涂覆部232的热量小于施加到涂覆部231的热量。输送器具有供给辊244、卷取辊246和支撑金属箔230的下侧的多个支撑辊(未示出)。
控制器240被电连接到马达M21和马达M23,并且通过分别控制马达M21的转速和马达M23的转速来控制供给辊244和卷取辊246。
控制器240使马达M21和马达M23同步,因此马达M21和马达M23具有相同的转速,控制器240基于来自传感器242的信号分别增大或减小马达M21的转速和马达M23的转速。
当控制器240控制马达M21和马达M23并且改变金属箔230相对于感应线圈210的移动速度使得感应加热部213、214、215和216与未涂覆部232的至少一部分对着时,与感应加热部213、214、215和216与涂覆部231对着的情况相比,施加到金属箔230的热量减少。
如图13所示,例如,在感应加热部213、214、215和216与涂覆部231对着期间,控制器240保持马达M21的转速和马达M23的转速恒定,由此使金属箔230的移动速度保持为恒定速度L。
然后,在感应加热部213、214、215和216与未涂覆部232对着期间,控制器240使马达M21的转速和马达M23的转速增大直到金属箔230的移动速度达到速度H。以这种方式,控制器240减少施加到未涂覆部232的热量。
金属箔230的移动速度H可以是例如2m/min,金属箔230的移动速度L可以是例如1m/min。另外,在本实施方式中,控制器240使高频电源217的输出保持恒定。
如上所述,在第二实施方式中,当感应加热部213、214、215和216与未涂覆部232的至少一部分对着时,与感应加热部213、214、215和216与涂覆部231对着的情况相比,施加到金属箔230的热量减少。因此,与第一实施方式的情况一样,能够抑制未涂覆部232处的温度过度升高并且能够实现品质的提高。另外,第二实施方式大体类似于第一实施方式并且具有与第一实施方式相同的附加效果。
在本实施方式中,虽然通过控制马达M21的转速和马达M23的转速以改变金属箔230相对于感应线圈210的移动速度从而改变施加到金属箔230的热量,但是,与在第一实施方式中进一步说明的一样,可以同时采用高频电源的输出控制。在该情况下,移动速度的变化和输出的变化可以比各实施方式中说明的值小。
参照图14说明根据第三实施方式的用于干燥电极材料的设备。第三实施方式具有大体类似于第一和第二实施方式的构造,区别在于接收来自高频电源317的输出的感应加热部313、314沿金属箔330的表面上的电极材料部333的排列方向以距离D3间隔开地配置,其中距离D3是间距P的两倍(即,D3=2×P)。电极材料部333形成被金属箔330的未涂覆部332隔开的涂覆部331。
因此,在第三实施方式中,从涂覆部331经过感应加热部314的时刻到涂覆部331到达感应加热部313的时刻的时间间隔长于第一实施方式的时间间隔,并且在涂覆部331的移动期间,涂覆部331的温度降低到第一和第二实施方式的温度以下。因此,除第一和第二实施方式的效果以外,第三实施方式还具有能够抑制涂覆部331的温度过度升高的效果。
特别地,如果金属箔330或电极材料333的厚度薄,因为温度容易由于热容的减小而升高,因此,可以有利地应用第三实施方式。另外,如果间距P小并且难以将作为线圈主体的铜管加工成与间距P匹配,则也可以有利地应用第三实施方式。
图15A是示出根据第四实施方式的用于干燥电极材料的设备的主要部件的俯视图,图15B是沿图15A中的线15B-15B截取的截面图。
如图15A所示,第四实施方式具有大体类似于第一或第二实施方式的构造,区别在于感应线圈410形成为梳齿状结构。
如图15B所示,四个感应加热部413A、414A、413B和414B被配置在金属箔430的一侧,并且四个感应加热部415A、416A、415B和416B被配置在金属箔430的另一侧。沿金属箔430的表面上的电极材料部433的排列方向彼此相邻的感应加热部以等于间距P的距离间隔开。电极材料部433形成被金属箔430的未涂覆部432隔开的涂覆部431。
第四实施方式具有与第一或第二实施方式相同的效果。另外,因为第四实施方式可以被操作成利用一个高频电源417加热金属箔430的四个位置,所以,与和第一或第二实施方式那样利用两个感应线圈加热四个位置的情况相比,第四实施方式能够减少设备的成本。
参照图16至图20说明根据第五实施方式的用于干燥电极材料的设备。
如图16所示,第五实施方式具有大体类似于第一或第二实施方式的构造,区别在于用于干燥电极材料的设备不仅包括感应线圈510而且包括辅助感应线圈520,其中,感应线圈510具有大体类似于感应线圈110的结构,辅助感应线圈520面对金属箔530并且感应加热金属箔530。另外,根据第五实施方式的用于干燥电极材料的设备具有用于向辅助感应线圈520供给电力的电源527。控制器540控制向感应线圈510供给电力的高频电源517和向辅助感应线圈520供给电力的电源527。
感应线圈510包括横断电极材料部533的排列方向延伸并且在排列方向上间隔开的至少两个感应加热部,即第一感应加热部和第二感应加热部。
位于金属箔530的一侧的感应加热部513和514构成第一感应加热部和第二感应加热部。位于金属箔530的相反侧的感应加热部515和516(见图18)也构成第一感应加热部和第二感应加热部。
感应线圈510与第一实施方式中的感应线圈110的区别在于:感应线圈510的第一感应加热部和第二感应加热部之间的距离与感应线圈110的第一感应加热部和第二感应加热部之间的距离不同。感应线圈510的第一感应加热部和第二感应加热部之间的距离被设定成使得:当第一感应加热部与未涂覆部532对着时,第二感应加热部与涂覆部531对着;当第二感应加热部与未涂覆部532对着时,第一感应加热部与涂覆部531对着。
辅助感应线圈520沿金属箔530移动的排列方向位于感应线圈510的第一感应加热部和第二感应加热部中的至少一方的下游。在本实施方式中,辅助感应线圈520沿排列方向位于感应线圈510的感应加热部513和515的下游。辅助感应线圈520被配置成使得其产生的磁通量能够沿垂直于金属箔530的表面的方向透过金属箔530。
辅助感应线圈520具有线圈主体521以及由铁素体制成的长的磁芯522和529(见图18),其中,交流电流流经线圈主体521。辅助感应线圈520被电连接到电源527。磁芯522和529形成如下磁路:该磁路使得由辅助感应线圈520产生的磁通量沿垂直于金属箔530的表面的方向透过金属箔530。
如图17所示,例如通过弯折铜管而形成辅助感应线圈520的线圈主体521。线圈主体521的内部与用于给送冷却水的冷却器(未示出)连通。在感应加热过程中,从冷却器供给的冷却水在线圈主体521的内部循环,以抑制线圈主体521的温度升高。
辅助感应线圈520包括横断电极材料部533的排列方向延伸并且在垂直于金属箔530的表面的方向上间隔开的至少两个辅助感应加热部,即第一辅助感应加热部和第二辅助感应加热部。
在图17中,位于支撑电极材料部533的金属箔530的上侧的辅助感应加热部523和524构成第一辅助感应加热部和第二辅助感应加热部。位于金属箔530的相反侧、即下侧的辅助感应加热部525和526也构成第一辅助感应加热部和第二辅助感应加热部。
辅助感应加热部523和524在垂直于金属箔530的表面的方向上间隔开。辅助感应加热部525和526也在垂直于金属箔530的表面的方向上间隔开。
辅助感应加热部523和525以将金属箔530插在二者之间的方式彼此相对。换句话说,辅助感应线圈520包括以将金属箔530插在中间的方式彼此相对的一对辅助感应加热部523和525。
用于辅助感应线圈520的电源527使得相同方向的电流流经辅助感应加热部对523和525。因此,来自辅助感应加热部523的磁力线在金属箔530中产生的一个感应电流和来自感应加热部525的磁力线在金属箔530中产生的另一感应电流沿相同的方向流动,而不相互抵消。因此,金属箔530能够产生足够的焦耳热以完成电极材料部533的干燥。
优选地,辅助感应线圈520的延伸方向和电极材料部533的排列方向彼此正交。在金属箔530的移动过程中,当从金属箔530的横向观察时,辅助感应线圈520将同时重叠于电极材料部533的边缘并且同时离开电极材料部533的边缘。因此,即使施加到金属箔530的热量被控制成减小或增大,也能够沿金属箔530的横向均匀地加热电极材料部533。
如图18所示,辅助感应线圈520在辅助感应加热部523中设置有磁芯522并且在辅助感应加热部525中设置有磁芯529。辅助感应线圈520还包括屏蔽构件528,屏蔽构件528通过屏蔽辅助感应线圈520的第一辅助感应加热部和第二辅助感应加热部中的离金属箔530的表面远的一方来减少泄漏的磁通量。在本实施方式中,如图18所示,辅助感应加热部524和526构成离金属箔530的表面远的辅助感应加热部。
屏蔽构件528由铁素体制成。屏蔽构件528包围辅助感应加热部524和526的整个外周并且抑制由辅助感应加热部524和526产生的磁力线作用于例如设备外壳等周边物体。
接着说明根据第五实施方式的用于干燥电极材料的方法。
在干燥电极材料533时,当感应线圈510的第一感应加热部与未涂覆部532对着时,感应线圈510的第二感应加热部与涂覆部531对着。另外,当第二感应加热部与未涂覆部532对着时,第一感应加热部与涂覆部531对着。在该情况下,在第一或第二感应加热部与未涂覆部532对着期间,与第一或第二感应加热部与涂覆部531对着的情况相比,施加到金属箔530的热量减少。
另外,当辅助感应线圈520与金属箔530相对并且感应线圈510的第一感应加热部与未涂覆部532对着时,涂覆部531中的第一区域535被辅助感应线圈520加热,其中,感应线圈510的第二感应加热部相对于该第一区域535移动。当感应线圈510的第二感应加热部与未涂覆部532对着时,涂覆部531中的第二区域536也被辅助感应线圈520加热,其中,感应线圈510的第一感应加热部相对于该第二区域536移动。现在参照图19的(A)至(C)进行更具体地说明。
首先,移动的金属箔530被感应线圈510感应加热,以蒸发电极材料533中的溶剂。在这期间,如图19的(A)和(B)所示,当感应加热部513和515与未涂覆部532对着时,感应加热部514和516与涂覆部531对着。相反,当感应加热部514和516与未涂覆部532对着时,感应加热部513和515与涂覆部531对着。
当感应加热部513和515与未涂覆部532对着时,与感应加热部513和515与涂覆部531对着的情况相比,控制器540减少施加到金属箔530的热量。当感应加热部514和516与未涂覆部532对着时,与感应加热部514和516与涂覆部531对着的情况相比,控制器540也减少施加到金属箔530的热量。
换句话说,如图19的(C)所示,在从感应线圈510开始与一个涂覆部531对着的时刻到感应线圈510与该一个涂覆部531开始不相互对着的时刻的时间间隔T期间,控制器540几乎双倍地减少输出。应注意,控制器540可以和第二实施方式一样通过改变金属箔相对于感应线圈的速度来减少施加的热量。
如图20的(A)和(B)所示,控制器540也控制用于辅助感应线圈的电源527,使得当感应加热部513和515与未涂覆部532对着时,涂覆部531中的区域535被辅助感应线圈520加热,其中,感应加热部514和516相对于该区域535移动。类似地,当感应加热部514和516与未涂覆部532对着时,涂覆部531中的区域536也被辅助感应线圈520利用电源527加热,其中,感应加热部513和515相对于该区域536移动。应注意,区域535和536分别与上述第一区域和第二区域对应。
当金属箔530移动并且辅助感应线圈520的辅助感应加热部523和525分别与涂覆部531中的区域535和536对着时,控制器540加热区域535和536,以使区域535和536发热。
在感应加热部513和515或感应加热部514和516与未涂覆部532对着期间,由辅助感应线圈520施加的热量补偿施加到涂覆部531的热量的减少。
如上所述,第五实施方式通过利用感应线圈520补偿使电极材料533中的溶剂浓度等于或小于期望值所需的热量而有效地使施加到涂覆部531的热量均衡,并且提供与第一或第二实施方式类似的效果。
图21是示出根据第六实施方式的用于干燥电极材料的设备的主要部件的截面图。
第六实施方式大体类似于第五实施方式,区别在于未设置屏蔽构件。另外,离金属箔630的表面远的辅助感应加热部624和626与设置于辅助感应加热部623的磁芯622和设置于辅助感应加热部625的磁芯629接触,其中,辅助感应加热部623和625离金属箔630的表面近。感应线圈610具有与第五实施方式中的感应线圈510大体类似的结构。
参照图21,通常,与金属箔630相对并且感应加热金属箔630的辅助感应线圈620包括横断电极材料部633的排列方向延伸并且在垂直于金属箔630的表面的方向上彼此间隔开的至少两个辅助感应加热部,即第一辅助感应加热部和第二辅助感应加热部。
在图21中,面对金属箔630的上侧的辅助感应加热部623和624构成第一辅助感应加热部和第二辅助感应加热部,面对金属箔630的下侧的辅助感应加热部625和626也构成第一辅助感应加热部和第二辅助感应加热部。
辅助感应线圈620具有磁芯622和629,其中磁芯622和629被设置于辅助感应线圈620的第一和第二感应加热部中的离金属箔630的表面近的一方,并且磁芯622和629形成使离金属箔630的表面近的辅助感应加热部产生的磁通量沿垂直于金属箔630的表面的方向透过的磁路。辅助感应加热部624与磁芯622接触。辅助感应加热部626与磁芯629接触。
以此方式,通过使离金属箔630的表面远的辅助感应加热部与磁芯622和629接触,离金属箔630的表面远的辅助感应加热部产生的部分磁通量沿垂直于金属箔630的表面的方向透过。因此,除了第五实施方式的效果以外,第六实施方式还提供能够以更有效的方式感应加热金属箔630的附加效果。
应注意,在本实施方式中,由于露出的辅助感应加热部624和626位于磁芯622和629附近,并且辅助感应加热部624和626与例如设备外壳等周边物体间隔开,所以能够防止磁力线影响周边物体。
图22是示出根据第七实施方式的用于干燥电极材料的设备的主要部件的俯视图。
第七实施方式大体类似于第五实施方式,区别在于第七实施方式包括多个感应线圈,其中每个感应线圈都大体类似于第五实施方式中的感应线圈510。
参照图22,通常,根据第七实施方式的用于干燥电极材料的设备具有多组感应线圈和电源,以在一个涂覆部731中形成多个第一区域和多个第二区域。
特别地,根据第七实施方式的用于干燥电极材料的设备具有两组感应线圈和电源,即感应线圈710和高频电源717以及感应线圈760和高频电源767。控制器740控制高频电源717和767。
通过利用感应线圈710和760感应加热而在涂覆部731中形成两个第一区域和两个第二区域。图22中的区域735、736、737和738对应于第一区域和第二区域。
感应线圈710中的感应加热部之间的距离L1、感应线圈760中的感应加热部之间的距离L2以及感应线圈710与感应线圈760之间的间隔宽度L3被调整成使得区域735、736、737和738不互相重叠。
控制器740控制用于辅助感应线圈720的电源727,以利用多个感应线圈710和760用的一个辅助感应线圈720加热多个第一和第二区域735、736、737和738。
除了第五实施方式的效果以外,本实施方式还具有如下的附加效果:与为多个感应线圈中的每一个都设置独立的辅助感应线圈的构造相比,提高了辅助感应线圈的利用率。另外,本实施方式还提供如下的附加效果:与为多个感应线圈中的每一个都设置独立的辅助感应线圈的构造相比,能够更好地减少设备成本。
参照图23和图24说明根据第八实施方式的用于干燥电极材料的设备。
第八实施方式大体类似于第五实施方式,区别在于辅助感应线圈位于感应线圈的第一感应加热部和第二感应加热部之间。
如图23所示,与第五实施方式中的辅助感应线圈520类似的辅助感应线圈820位于与第五实施方式中的感应线圈510类似的感应线圈810的感应加热部之间。
如上面第五实施方式所述,由于用作磁芯和屏蔽构件的铁素体覆盖感应线圈的线圈主体和辅助感应线圈的线圈主体,所以感应线圈810和辅助感应线圈820能够密集地配置。
利用该构造,除了第五实施方式的效果以外,第八实施方式还提供能够实现设备小型化的附加效果。
另外,如图24所示,可以设置两组感应线圈810和辅助感应线圈820。在这种情况下,能够通过使不同的感应线圈810部分地互相重叠来实现设备的小型化。
图25是示出根据第九实施方式的用于干燥电极材料的设备的主要部件的截面图。
根据第九实施方式的用于干燥电极材料的设备具有第一至第八实施方式中的一个实施方式的构造,并且还具有配置于金属箔930的露出部934并且衰减作用于露出部934的磁通量的防磁部件。
如图25所示,防磁部件可以是例如抵消线圈960,该抵消线圈960用于产生磁力线,从而能够抵消由感应线圈910产生的磁力线对露出部934的影响。
利用该结构,除了第一至第八实施方式中的一个实施方式的效果以外,第九实施方式还提供能够抑制露出部934的温度过度升高的附加效果。
本发明不限于上述实施方式,而是可以在所附权利要求的范围内进行各种变型。例如,感应加热部之间的距离不限于等于电极材料部的排列间距P的值,而可以是等于间距P的自然数倍的任意值,例如,可以是等于间距P的三倍的值。
另外,高频电源的输出波形不限于上述示例,而是可以进行各种设定。例如,可以改变感应加热部与涂覆部对着时的间隔和感应加热部与未涂覆部对着时的间隔之间的占空比,从而能够抑制未涂覆部的温度过度升高。
在上述实施方式中,金属箔相对于感应线圈移动,但是本发明不限于此。换句话说,金属箔和感应线圈相对地移动,并且本发明包括感应线圈相对于金属箔移动的实施方式。
因此,为了易于理解本发明而说明了上述实施方式,但是本发明不限于这些实施方式。相反,本发明旨在覆盖包括在所附权利要求书的范围内的各种变型和等同配置,其中,所附权利要求书的范围应符合最宽泛的解释,以如法律所允许的那样涵盖所有的变型和等同结构。
Claims (16)
1.一种用于干燥电极材料的设备,所述电极材料位于在金属箔的表面上沿排列方向间隔开地布置的涂覆部上,所述金属箔具有在所述涂覆部之间露出的未涂覆部,所述设备包括:
感应线圈,其与所述金属箔相对,其感应加热部横断所述电极材料的排列方向,并且被构造成感应加热所述金属箔;
输送器,其被构造成使所述金属箔和所述感应线圈中的至少一方相对于所述金属箔和所述感应线圈中的另一方在所述涂覆部的排列方向上沿着所述金属箔移动;
电源,其向所述感应线圈供给电力;以及
控制单元,其被构造成控制所述输送器和所述电源中的至少一方,
其中,所述控制单元将在所述感应线圈的感应加热部与所述未涂敷部相对时施加于所述未涂覆部的热量减少到在所述感应线圈的感应加热部与所述涂敷部相对时施加于所述涂覆部的热量以下。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述控制单元通过控制所述电源以减少供给到所述感应线圈的电力而将施加于所述未涂覆部的热量减少到施加于所述涂覆部的热量以下。
3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述控制单元通过控制所述输送器以增大所述金属箔相对于所述感应线圈的相对速度而将施加于所述未涂覆部的热量减少到施加于所述涂覆部的热量以下。
4.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述感应线圈被构造成产生磁通量并且被配置成使得所产生的磁通量沿与所述金属箔的表面垂直的方向透过所述金属箔。
5.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述感应线圈包括横断所述排列方向延伸的感应加热部,
所述控制单元将所述感应加热部与所述未涂覆部对着时施加于所述金属箔的热量减小为小于所述感应加热部与所述涂覆部对着时所施加的热量的值。
6.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,所述感应线圈包括在所述排列方向上以一定距离彼此间隔开的至少第一感应加热部和第二感应加热部,
所述第一感应加热部和所述第二感应加热部之间的距离被设定成使得所述第一感应加热部和所述第二感应加热部分别与不同的未涂覆部对着。
7.根据权利要求6所述的设备,其特征在于,所述第一感应加热部和所述第二感应加热部之间的距离是电极材料部的排列间距的自然数倍。
8.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述设备还包括:
辅助感应线圈,其被布置成与所述金属箔相对并且被构造成感应加热所述金属箔;以及
电源,其用于向所述辅助感应线圈供给电力,
其中,所述控制单元控制所述辅助感应线圈用的所述电源;
所述感应线圈包括横断所述排列方向延伸并且在所述排列方向上以一定距离彼此间隔开的至少第一感应加热部和第二感应加热部;
所述第一感应加热部和所述第二感应加热部之间的距离被设定成使得:当所述第一感应加热部与所述未涂覆部对着时,所述第二感应加热部与所述涂覆部对着;
所述控制单元将所述第一感应加热部与所述未涂覆部对着时施加于所述金属箔的热量减小为小于所述第一感应加热部与所述涂覆部对着时由所述第一感应加热部施加的热量的值;
所述控制单元控制所述辅助感应线圈用的所述电源,使得当所述辅助感应线圈与所述涂覆部的与所述第二感应加热部对着的第一区域对着时,由所述辅助感应线圈加热所述涂覆部的所述第一区域。
9.根据权利要求8所述的设备,其特征在于,当所述第一感应加热部与所述未涂覆部对着时,由所述辅助感应线圈施加的热量来补偿由所述第二感应加热部施加于所述涂覆部的热量的减少。
10.根据权利要求8所述的设备,其特征在于,所述辅助感应线圈包括在与所述金属箔的表面垂直的方向上彼此间隔开的至少第一辅助感应加热部和第二辅助感应加热部;
其中,所述设备还包括:
屏蔽构件,其被构造成通过屏蔽所述辅助感应线圈的所述第一辅助感应加热部和所述辅助感应线圈的所述第二辅助感应加热部中的离所述金属箔的表面远的至少一个辅助感应加热部来减少泄漏的磁通量。
11.根据权利要求8所述的设备,其特征在于,所述辅助感应线圈在所述排列方向上位于所述感应线圈的所述第一感应加热部和所述感应线圈的所述第二感应加热部中的至少一个感应加热部的下游。
12.根据权利要求11所述的设备,其特征在于,所述辅助感应线圈位于所述感应线圈的所述第一感应加热部和所述感应线圈的所述第二感应加热部之间。
13.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述电极材料用于形成锂离子二次电池的阴极和阳极中的一方。
14.一种用于干燥电极材料的方法,所述电极材料位于在金属箔的表面上沿排列方向间隔开地布置的涂覆部上,所述金属箔具有在所述涂覆部之间露出的未涂覆部,所述方法包括:
沿电极材料部的排列方向移动所述金属箔;以及
利用由与所述金属箔相对、横断所述电极材料的排列方向的感应线圈的感应加热部形成的感应加热,使所述感应线圈的感应加热部与所述未涂敷部相对时施加于所述未涂覆部的热量减少到所述感应线圈与所述涂敷部相对时施加于所述涂覆部的热量以下。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,通过减少供给到所述感应线圈的电力使施加于所述未涂覆部的热量减少到施加于所述涂覆部的热量以下。
16.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,通过增大所述金属箔相对于所述感应线圈移动的速度,使施加于所述未涂覆部的热量减少到施加于所述涂覆部的热量以下。
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