CN103256792A - 一种动力锂离子电池极片的真空烘箱及其烘干方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力锂离子电池极片的真空烘箱及其烘干方法，真空烘箱包括箱体、加热装置和抽真空装置，箱体的内部为烘干室，在烘干室中设有两根平行的能够转动的转轴，极片卷料在两端分别卷绕在两根转轴上。与现有技术相比，本真空烘箱通过设置两根转轴，两根转轴双向转动带动极片卷料来回卷绕，在极片卷料转绕过程中加热装置同时对极片卷料进行烘烤，极片卷料来回卷绕可以保证每个部分的极片都能得到均匀烘烤，这样就提高了电池极片的烘干均匀性。
Description
技术领域
本发明属于动力锂电池的技术领域，具体地说，本发明涉及一种动力锂离子电池极片的真空烘箱及其烘干方法。
背景技术
目前，动力锂离子电池极片主要采用真空烘箱进行烘干。真空烘箱包括箱体、烘干室、加热部件以及抽真空部件等。烘干工艺主要是将待烘干极片放入烘干室中，通过对烘干室进行抽真空、加热并预设烘干时间将电池极片烘干。然而，现有的真空烘箱往往存在以下不足：首先，烘干室内的温度和水分分布不均匀，往往导致各极片在烘干后的水分波动较大，通常在10%~15%之间；第二，由于物料在烘干过程中一直处于氧气的包围之中，在高温状态下，极易导致极片发生氧化甚至燃烧，造成危险；第三，整个烘干过程是在高温高真空度下完成的，因此可能出现真空烘箱内压过高的情况，从而引发烘箱爆炸的危险；第四，现有的真空烘箱往往采用自然冷却的方法对烘干室和极片进行冷却，这导致烘干工艺的时间较长，效率较低，降低了电池极片的生产效率；第五，真空烘箱的体积通常较小，不适于工业化的大批量生产，且其加热效率不高，容易影响生产效率。
为了解决上述问题，公开号为CN 102072620A的专利文献公开了一种用于电池极片的真空烘箱，然而这种结构的真空烘箱虽然可以降低极片的含水量，提高烘干效率和安全性，但是极片在烘干后水分含量不均匀，即烘干均匀性差，卷料内部的烘烤效果比外部的差；而且随着叠片工艺的兴起，此烘箱不适用于叠片工艺电池的极片烘烤；此烘箱的所有操作需要人工进行，自动化程度较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种动力锂离子电池极片的真空烘箱，以提高电池极片的烘干均匀性。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种动力锂离子电池极片的真空烘箱，包括箱体、加热装置和抽真空装置，箱体的内部为烘干室，在烘干室中设有两根平行的能够转动的转轴，极片卷料在两端分别卷绕在两根转轴上。
在所述箱体上设有与所述两根转轴连接的驱动电机。
在所述两根转轴上设有对极片卷料进行纠偏的纠偏器。
所述箱体的侧壁由内壁和外壁构成，在内壁和外壁之间夹有保温材料。
所述加热装置包括整体包裹在所述内壁上的电阻丝。
在所述箱体上设有向所述烘干室内充入液氮的阀门，该阀门与外设的充氮设备连接。
所述真空烘箱包括控制系统，该控制系统与所述驱动电机、加热装置、抽真空装置、阀门连接。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种动力锂离子电池极片的真空烘箱的烘干方法，其包括如下的步骤：
首先将极片卷料的两端分别卷绕在两根转轴上，控制系统控制抽真空装置、驱动电机和加热装置开启，抽真空装置为烘干室创造真空环境，加热装置的电阻丝开始发热，两个驱动电机开始正转，分别驱动两根转轴同时正转，极片卷料从第一转轴上被卷绕至第二转轴上；当正转结束后，控制系统控制两个驱动电机反转，驱动电机驱动两根转轴同时反转，极片卷料从第二转轴上又被卷绕回第一转轴上，直至反转结束；之后重复正转和反转过程，极片卷料依次循环烘干。
在上述步骤中，在所述极片卷料正转和反转过程中，两根转轴上的纠偏器对极片卷料进行纠偏。
在上述步骤中，在极片卷料烘干结束后，控制系统控制所述阀门开启，充氮设备通过阀门向烘干室内充入液氮，对极片卷料进行冷却。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，本真空烘箱通过设置两根转轴，两根转轴双向转动带动极片卷料来回卷绕，在极片卷料转绕过程中加热装置同时对极片卷料进行烘烤，极片卷料来回卷绕可以保证每个部分的极片都能得到均匀烘烤，这样就提高了电池极片的烘干均匀性。
附图说明
图1为本发明真空烘箱的结构示意图；
图2为真空烘箱的正视图；
图3为真空烘箱的侧视图；
上述图中的标记均为：1、箱体；2、烘干室；3、加热装置；4、极片卷料；5、第一转轴；6、第二转轴；7、纠偏器；8、外壁；9、内壁；10、驱动电机。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示为本发明的一种动力锂离子电池极片的真空烘箱，其包括箱体1、加热装置3和抽真空装置，抽真空装置与现有技术中的相同，箱体1为矩形，箱体1的内部为矩形的烘干室2，烘干室2用于容纳并烘干电池极片。本发明的真空烘箱，在烘干室2中设有两根平行的能够转动的转轴，分别为第一转轴5和第二转轴6，极片卷料4在两端分别卷绕在两根转轴上，两根转轴可以双向转动带动极片卷料4来回卷绕，在极片卷料4转绕过程中加热装置3同时对极片卷料4进行烘烤，极片卷料4来回卷绕可以保证每个部分的极片都能得到均匀烘烤，这样就提高了电池极片的烘干均匀性。
如图3所示，在箱体1上设有与两根转轴连接的驱动电机10。第一转轴5和第二转轴6由箱体1上安装的两个驱动电机10分别驱动进行转动，驱动电机10可以正转和反转，驱动电机10控制两根转轴的转动速度在3～6m/min之间。
如图1和图2所示，在第一转轴5和第二转轴6上均设有对极片卷料4进行纠偏的纠偏器7，设置纠偏器7以确保极片卷料4在转动过程中收卷整齐。
如图1和图2所示，箱体1的侧壁由内壁9和外壁8构成，在内壁9和外壁8之间夹有保温材料。加热装置3包括整体包裹在内壁9上的电阻丝，即电阻丝整体围绕在烘干室2的四周。电阻丝发热，由于电阻丝在外壁8和内壁9之间的空间内整体包裹在内壁9上，散发的热辐射对来回转动的极片卷料4进行烘烤，保证了烘干室2的内部温度均匀，进一步提高了电池极片的烘干均匀性。
在箱体1上还设有向烘干室2内充入液氮的阀门，该阀门与外设的充氮设备连接，在极片卷料4烘干结束后，开启阀门，液氮从阀门中流出进入烘干室2，对极片卷料4进行冷却。本真空烘箱采用液氮对极片卷料4进行冷却，冷却时间大幅度缩短，提高了生产效率。
本真空烘箱还包括控制系统，控制系统包括时间继电器，该控制系统与驱动电机10、加热装置3、抽真空装置、阀门连接。控制系统采用时间继电器对操作定时，集成控制，设定程序后，各部件自动开始加热、抽真空、充氮气等工步。本真空烘箱采用自动的控制系统，提高了自动化程度。
本真空烘箱的烘干方法包括如下的步骤：
首先将极片卷料4的两端分别卷绕在两根转轴上，控制系统控制抽真空装置、驱动电机10和加热装置3开启，抽真空装置为烘干室2创造真空环境，加热装置3对电阻丝加热，两个驱动电机10开始正转，分别驱动两根转轴同时正转，极片卷料4从第一转轴5上被卷绕至第二转轴6上；当正转结束后，控制系统控制两个驱动电机10反转，驱动电机10驱动两根转轴同时反转，极片卷料4从第二转轴6上又被卷绕回第一转轴5上，直至反转结束；之后重复正转和反转过程，极片卷料4依次循环烘干。
在上述步骤中，在极片卷料4正转和反转过程中，两根转轴上的纠偏器7对极片卷料4进行纠偏。
在上述步骤中，在极片卷料4烘干结束后，控制系统控制阀门开启，充氮设备通过阀门向烘干室2内充入液氮，对极片卷料4进行冷却。
上述烘干方法通过控制两根转动带动极片卷料4来回转动，在极片卷料4转绕过程中加热装置3同时对极片卷料4进行烘烤，极片卷料4来回转动可以保证每个部分的极片都能得到均匀烘烤，这样就提高了电池极片的烘干均匀性。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种动力锂离子电池极片的真空烘箱，包括箱体、加热装置和抽真空装置，箱体的内部为烘干室，其特征在于：在所述烘干室中设有两根平行的能够转动的转轴，极片卷料在两端分别卷绕在两根转轴上。
2.根据权利要求1所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱，其特征在于：在所述箱体上设有与所述两根转轴连接的驱动电机。
3.根据权利要求2所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱，其特征在于：在所述两根转轴上设有对极片卷料进行纠偏的纠偏器。
4.根据权利要求2或3所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱，其特征在于：所述箱体的侧壁由内壁和外壁构成，在内壁和外壁之间夹有保温材料。
5.根据权利要求4所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱，其特征在于：所述加热装置包括整体包裹在所述内壁上的电阻丝。
6.根据权利要求5所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱，其特征在于：在所述箱体上设有向所述烘干室内充入液氮的阀门，该阀门与外设的充氮设备连接。
7.根据权利要求6所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱，其特征在于：所述真空烘箱包括控制系统，该控制系统与所述驱动电机、加热装置、抽真空装置、阀门连接。
8.一种根据权利要求7所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱的烘干方法，其特征在于：包括如下的步骤，
首先将极片卷料的两端分别卷绕在两根转轴上，控制系统控制抽真空装置、驱动电机和加热装置开启，抽真空装置为烘干室创造真空环境，加热装置的电阻丝开始发热，两个驱动电机开始正转，分别驱动两根转轴同时正转，极片卷料从第一转轴上被卷绕至第二转轴上；当正转结束后，控制系统控制两个驱动电机反转，驱动电机驱动两根转轴同时反转，极片卷料从第二转轴上又被卷绕回第一转轴上，直至反转结束；之后重复正转和反转过程，极片卷料依次循环烘干。
9.根据权利要求8所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱的烘干方法，其特征在于：在所述极片卷料正转和反转过程中，两根转轴上的纠偏器对极片卷料进行纠偏。
10.根据权利要求9所述的动力锂离子电池极片的真空烘箱的烘干方法，其特征在于：在极片卷料烘干结束后，控制系统控制所述阀门开启，充氮设备通过阀门向烘干室内充入液氮，对极片卷料进行冷却。
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