CN103934178A - 用于可充电电池的电极基板的干燥器及其控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于可充电电池的电极基板的干燥器及其控制方法和系统。该干燥器包括：干燥箱，用于通过将电极基板送到入口并且经由出口排出电极基板来干燥电极基板；固定引导辊，彼此以一间距设置在入口与出口之间，以引导电极基板；提升引导辊，在相应的固定引导辊的一侧升高或降低以引导移动的电极基板；驱动辊，与提升引导辊的位置相应地设置；以及往返传送装置，从入口朝向出口移动。

Description

用于可充电电池的电极基板的干燥器及其控制方法和系统

技术领域

描述的技术总体地涉及用于可充电电池的电极基板的干燥器及其控制方法。

背景技术

用于可充电电池的电极基板的干燥器被用来干燥涂覆在电极基板上的活性材料。例如，用于电极基板的干燥器使用供应风扇将护套式加热器的升高温度随着热空气传输到干燥箱中，从而干燥电极基板的活性材料。

例如，N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）基活性材料被用于正电极基板中，含水活性材料被用于负电极基板中。在干燥期间，涂覆到负电极基板的含水活性材料消耗大量热。因此，用于电极基板的干燥器可以通过将辅助护套式加热器或红外线灯与热空气方法选择性结合而形成。

例如，用于电极基板的干燥器设置有用于传输电极基板的引导辊。引导辊固定于干燥器的内壁上。在初始阶段（在该初始阶段期间电极基板首先被供应到用于电极基板的干燥器）或在干燥工艺中可断开电极基板，在此情况下，应当将断开的电极基板从干燥器的入口连接到干燥器的出口，以便在入口与出口之间传输和干燥该电极基板。

例如，通过在干燥器的内壁上设置导轨或使用链齿和链条，电极基板可以从入口移动到出口，从而将电极基板从入口连接到出口。

也就是说，应当设置额外的导轨，或者应当设置链齿和链条以从入口到出口连接电极基板。因此，从入口到出口连接电极基板是不便的。

在此背景技术部分公开的上述信息仅用于增进对于所述技术的背景的理解，因此其可包含不构成对于本领域的普通技术人员而言在本国已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的实施方式的方面涉及用于可充电电池的电极基板的干燥器，其能够在用于供应电极基板的初始阶段或在干燥工艺期间在电极基板的连接中提供便利。本发明的实施方式的方面涉及用于可充电电池的电极基板的干燥器的控制方法。

根据实施方式的用于可充电电池的电极基板的干燥器包括：干燥箱，用于通过将电极基板送到入口并且经由出口排出电极基板来干燥电极基板；固定引导辊，彼此以一间距设置在入口与出口之间，以引导电极基板；提升引导辊，在相应的固定引导辊的一侧升高或降低以引导移动的电极基板；驱动辊，与提升引导辊的位置相应地设置；以及往返传送装置，从入口朝向出口移动。

提升引导辊具有升高位置和降低位置。驱动辊可以与提升引导辊的降低位置相应地设置。

往返传送装置可以在与电极基板相连接并且由驱动辊和提升引导辊支撑的状态下移动。

固定引导辊可以被提供多个，提升引导辊可以被提供多个以在固定引导辊之间升高到最高位置和降低到最低位置。

固定引导辊具有最低表面，提升引导辊具有最高表面。降低到最低位置的提升引导辊的最高表面可以被设定为低于固定引导辊的最低表面。

固定引导辊具有上侧和下侧。驱动辊可以被提供多个并且彼此以一间距设置在固定引导辊的下侧。

驱动辊具有最高表面。在提升引导辊降低到最低位置的状态下设定的提升引导辊的最高表面可以被设定于与驱动辊的最高表面相同的高度。

根据示范性实施方式的用于可充电电池的电极基板的干燥器可以还包括行进辊，该行进辊设置在出口的外侧以使得电极基板行进。

根据实施方式的用于可充电电池的电极基板的干燥器的控制方法包括：第一步骤，制备涂覆有活性材料的电极基板；第二步骤，将电极基板贴附于往返传送装置；第三步骤，通过降低多个提升引导辊而使得干燥箱中提升引导辊的最高表面与多个驱动辊的最高表面相匹配；以及第四步骤，在往返传送装置由驱动辊支撑和驱动并且由提升引导辊支撑的同时，通过将往返传送装置送至干燥箱的入口并且经由干燥箱的出口排出往返传送装置而连接电极基板。

根据示范性实施方式的用于可充电电池的电极基板的干燥器的控制方法可以还包括：第五步骤，通过升高提升引导辊而以Z字形的方式移动在提升引导辊与固定引导辊之间悬挂的电极基板，并且干燥电极基板。

在第一步骤期间，涂覆到电极基板的活性材料可以被初次干燥，然后该电极基板可以经过卷绕工艺。

在第四步骤期间，电极基板可以以水平状态在入口与出口之间移动。

根据实施方式的用于可充电电池的电极基板的干燥器的控制系统包括：用于制备涂覆有活性材料的电极基板的装置；用于将电极基板贴附于往返传送装置的装置；用于通过降低多个提升引导辊而使得干燥箱中提升引导辊的最高表面与多个驱动辊的最高表面相匹配的装置；以及用于在往返传送装置由驱动辊支撑和驱动并且由提升引导辊支撑的同时，通过将往返传送装置送至干燥箱的入口并且经由干燥箱的出口排出往返传送装置而连接电极基板的装置。

该系统可以还包括：用于通过升高提升引导辊而以Z字形的方式移动在提升引导辊与固定引导辊之间悬挂的电极基板以干燥电极基板的装置。

如上所述，根据实施方式，电极基板连接到往返传送装置并且该往返传送装置在由驱动辊和提升引导辊支撑的同时从入口移动到出口，使得能够方便地从入口到出口连接电极基板。

附图说明

图1是根据本发明示范性实施方式的用于可充电电池的电极基板的干燥器的示意图。

图2是将电极基板连接到图1的用于可充电电池的电极基板的干燥器的操作状态的视图。

图3是在图2的电极基板与用于可充电电池的电极基板的干燥器之间的连接被建立之后，干燥电极基板的操作状态的视图。

图4是根据本发明示范性实施方式的用于可充电电池的电极基板的干燥器的控制方法的流程图。

具体实施方式

在下文将参考附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的实施方式。如本领域技术人员将认识到，描述的实施方式可以以各种不同的方式改变，所有这些都没有脱离本发明的精神或范围。附图和描述被认为本质上是说明性的而不是限制性的。通篇说明书中，相同的附图标记指示相同的元件。

图1是根据本发明实施方式的用于可充电电池的电极基板的干燥器的示意图，图2是将电极基板连接到图1的用于可充电电池的电极基板的干燥器的操作状态的视图。

参考图1和图2，用于可充电电池的电极基板的干燥器形成为初次干燥涂覆到电极基板S的活性材料，或者在初次干燥工艺之后二次干燥经过卷绕工艺（rolling process）的电极基板S的活性材料。在下文，“用于电极基板的干燥器”将被称为“干燥器”。在本发明的实施方式中，涂覆有活性材料的电极基板S被供应为卷或连续的片，该卷具有在卷的外表面处的外部自由端和在卷的芯处的内部端，该连续的片具有最靠近干燥器的前缘和最远离干燥器的后缘。在任一情况下，自由端或前缘应当被从干燥器的入口送入、行进穿过干燥器、以及被从干燥器的出口排出（在下文称为“连接”电极基板的动作，除非另作说明），以使得能够干燥涂覆在电极基板上的活性材料。

根据实施方式的干燥器形成为在干燥箱10中利用辊到辊的方法（roll-to-roll method）使得电极基板S以Z字形的方式行进并且干燥行进的电极基板S上的活性材料。

另外，根据实施方式的干燥器形成为在初始阶段（在该初始阶段期间电极基板S被送至干燥箱10）或者当电极基板S被切断时，将电极基板S从干燥箱10的入口11连接到其出口12。

虽然没有示出，但是可充电电池可通过在电池壳中装设执行充电和放电的电极组件和电解质溶液以及在该壳的开口中装设电连接到电极组件的盖组件而形成。

电极组件通过将负电极和正电极螺旋卷绕成果冻卷状态而形成，该负电极和该正电极在其间具有隔板的同时被层叠。根据实施方式的干燥器干燥涂覆到电极基板S的活性材料，该电极基板S形成可充电电池中的负电极和正电极。

此外，干燥器设置在未卷绕站与卷绕站之间以在干燥箱10中干燥从未卷绕站供应的电极基板S，然后将干燥的电极基板S供应到卷绕站。

干燥器包括固定引导辊20、引导电极基板S移动的提升引导辊30、驱动辊40和往返传送装置（shuttle）50。驱动辊40和往返传送装置50被设置用于连接电极基板S。固定引导辊20、提升引导辊30、驱动辊40和往返传送装置50设置在干燥箱10中。

干燥箱10沿着水平方向设置有在一侧的入口11和在另一侧的出口12以将送至入口11的电极基板S传递至出口12，并且干燥涂覆到电极基板S的活性材料或者在初次干燥工艺之后干燥被卷起的电极基板。

固定引导辊20以一间距设置在入口11与出口12之间，以在干燥箱10中旋转的同时引导电极基板S移动。固定引导辊20在干燥箱10的下部中与入口11和出口12相应地设置，以在与行进的电极基板S的上表面接触的同时引导电极基板S。即，在干燥器内固定引导辊20的最低表面的高度对应于干燥器内行进的电极基板S的上表面的高度。

提升引导辊30可被提供多个，提升引导辊30可以在固定引导辊20的一侧向上移动和向下移动并被固定到设定位置或预定位置以引导移动的电极基板S。即，提升引导辊30被安装成在干燥箱10中移动到上部或下部并且固定引导辊20插置在其间。例如，在干燥电极基板S的活性材料的工艺期间，提升引导辊30可被固定到设定或预定的上部位置，在连接电极基板S期间提升引导辊30可被固定到设定或预定的下部位置。

图3示出了说明在将电极基板连接到图2的可充电电池的干燥器之后，用于干燥电极基板的操作的状态。参考图3，干燥器可还包括设置在出口12的外侧的行进辊60。

参考图1至图3，当提升引导辊30被提升并因此位于干燥箱10的上部中时，电极基板S可以在提升引导辊30与固定引导辊20之间被引导的同时以Z字形的方式移动。

为此目的，在实施方式中，三个固定引导辊20被提供，并且两个提升引导辊30被提供以在固定引导辊20之间可向上和向下移动。

在连接电极基板S之前，提升引导辊30向下移动，然后位于干燥箱10的下部中，以便不干扰电极基板S的水平移动。在此情况下，提升引导辊30位于比固定引导辊20低的位置。

驱动辊40位于干燥箱10的下部中以对应于降低状态下的提升引导辊30。当电极基板S正被连接时，驱动辊40提供驱动力到贴附于往返传送装置50的电极基板S，该往返传送装置50在入口11与出口12之间水平地移动。

即，驱动辊40通过驱动源而执行旋转运动。在此情况下，提升引导辊30由于与往返传送装置50的摩擦而执行空转，该往返传送装置50连接行进的电极基板S。固定引导辊20在电极基板S上方保持静止，从而不干扰电极基板S的行进。

往返传送装置50通常被单独保持在干燥箱10外侧，当电极基板S在初始供应阶段或在干燥工艺期间被断开并且因此电极基板S需要从入口11到出口12被连接时，往返传送装置50被用来连接电极基板S。

例如，往返传送装置50被设置为能够通过小齿轮或齿条进行直线地往返运动而将电极基板S送到入口11，该小齿轮或该齿条由马达或通过压缩的空气操作的汽缸驱动。

电极基板S的一端能够贴附于往返传送装置50。于是，往返传送装置50由处于降低状态的提升引导辊30和驱动辊40支撑以执行水平运动，并且从入口11到出口12连接电极基板S。

为此目的，在提升引导辊30处于降低到最低位置的状态时，提升引导辊30的最高表面被设定为低于固定引导辊20的最低表面。另外，高度差ΔH被设定在固定引导辊20的最低表面与提升引导辊30的最高表面之间。高度差ΔH使得往返传送装置50能够使与其连接的电极基板S经过固定引导辊20而没有受到固定引导辊20的最低表面干扰。

由于提升引导辊30在固定引导辊20之间向上移动和向下移动，因此驱动辊40设置在使得固定引导辊20能够旋转的同时不干扰提升引导辊30的向上移动和向下移动的位置。例如，驱动辊40以一间距设置在固定引导辊20的下侧，并且可具有比固定引导辊20的直径小的直径。

在干燥器中，在提升引导辊30降低到最低位置的状态下设定的提升引导辊30的最高表面被设定于与驱动辊40的最高表面相同的高度。因此，通过驱动辊40的驱动而移动的往返传送装置50能够在被驱动辊40之间的提升引导辊30支撑的同时执行水平运动。

行进辊60被提供为一对。通过施加到由往返传送装置50排出到出口12外侧的电极基板S的一端的旋转摩擦力，电极基板S在所述一对行进辊60之间行进，使得电极基板S能够进一步行进到卷绕站。

即，朝向出口12移动的电极基板S被送到行进辊60之间。所述一对行进辊60对于被从出口12排出之后已经与往返传送装置50分开的电极基板S另外地提供行进力，以将电极基板S移动到卷绕站。

图4是根据本发明示范性实施方式的用于可充电电池的干燥器的控制方法的流程图。

参考图4，根据示范性实施方式的干燥器的控制方法包括：第一步骤ST1，制备涂覆有活性材料的电极基板S；第二步骤ST2，将电极基板S贴附于往返传送装置50；第三步骤ST3，通过使提升引导辊30降低来使得提升引导辊30的最高表面与驱动辊40的最高表面相匹配；以及第四步骤ST4，通过将往返传送装置30送到入口11中并且经由出口12排出往返传送装置50来连接电极基板S。

在第一步骤ST1期间，可制备涂覆有活性材料的电极基板S，或者可制备在初次干燥涂覆的活性材料之后已经经过卷绕工艺的电极基板S。在第二步骤ST2期间，将被干燥的电极基板S连接到设置在干燥箱10外侧的往返传送装置50。

在第三步骤ST3期间，提升引导辊30降低为低于固定引导辊20，以使得提升引导辊30的最高表面与驱动辊40的最高表面相匹配（参考图2）。

因此，贴附于电极基板S的往返传送装置50能够在驱动辊40和提升引导辊30的支撑下执行前进运动，而没有受到干燥箱10的下部中的固定引导辊20的干扰。

在第四步骤ST4期间，往返传送装置50在被驱动辊40和提升引导辊30支撑并且由驱动辊40驱动的同时沿着水平方向移动（参考图2）。随着往返传送装置50从入口11朝向出口12移动，电极基板S在干燥箱10的入口11与出口12之间被连接。

另外，经由出口12排出的电极基板S与往返传送装置50分开，然后被供应到一对行进辊60之间。电极基板S被施加有由行进辊60的旋转驱动所产生的旋转摩擦力，因此移动到卷绕站。

通过将电极基板S连接到卷绕站，电极基板S能够被干燥。根据示范性实施方式的控制干燥器的方法还包括：第五步骤ST5，在通过升高提升引导辊30而以Z字形的方式移动电极基板S的同时干燥电极基板S的活性材料（参考图3）。

在第五步骤ST5期间，电极基板S在卷绕站能够被螺旋地卷绕，使得在从干燥箱10的入口11朝向出口12以Z字形的方式移动在提升引导辊30与固定引导辊20之间悬挂的电极基板S同时，涂覆到电极S的活性材料能够被干燥。

在此情况下，例如，行进辊60彼此分开使得它们不干扰电极基板S的移动，如图3所示，它们可向电极基板S提供旋转摩擦。

虽然已经结合目前认为是实际的示范性实施方式描述了本发明，但是将理解的是，本发明不限于公开的实施方式，相反地，而是旨在覆盖被包括在权利要求及其等效物的精神和范围内的各种变型和等效布置。

<附图标记的描述>

10：干燥箱        11：入口

12：出口          20：固定引导辊

30：提升引导辊    40：驱动辊

50：往返传送装置  60：行进辊

S：电极基板       ΔH：高度差

Claims (14)

1.一种用于可充电电池的电极基板的干燥器，包括：

干燥箱，配置为通过将所述电极基板送到入口并且经由出口排出所述电极基板来干燥移动的电极基板；

固定引导辊，彼此以一间距设置在所述入口与所述出口之间，以引导所述移动的电极基板；

提升引导辊，在相应的固定引导辊的一侧升高或降低以引导所述移动的电极基板；

驱动辊，与所述提升引导辊的位置相应地设置；以及

往返传送装置，配置为从所述入口朝向所述出口移动。

2.如权利要求1所述的用于可充电电池的电极基板的干燥器，其中所述提升引导辊具有升高位置和降低位置，所述驱动辊与所述提升引导辊的所述降低位置相应地设置。

3.如权利要求2所述的用于可充电电池的电极基板的干燥器，其中所述往返传送装置配置为在与所述电极基板相连接并且由所述驱动辊和所述提升引导辊支撑的状态下移动。

4.如权利要求1所述的用于可充电电池的电极基板的干燥器，其中所述固定引导辊被提供多个，所述提升引导辊被提供多个以在所述固定引导辊之间升高到最高位置和降低到最低位置。

5.如权利要求4所述的用于可充电电池的电极基板的干燥器，其中所述提升引导辊具有最高表面，所述固定引导辊具有最低表面，降低到所述最低位置的所述提升引导辊的所述最高表面被设定为低于所述固定引导辊的所述最低表面。

6.如权利要求1所述的用于可充电电池的电极基板的干燥器，其中所述固定引导辊具有下侧，所述驱动辊被提供多个并且彼此以一间距设置在所述固定引导辊的所述下侧。

7.如权利要求6所述的用于可充电电池的电极基板的干燥器，其中所述驱动辊具有最高表面，在所述提升引导辊降低到所述最低位置的状态下设定的所述提升引导辊的所述最高表面被设定于与所述驱动辊的所述最高表面相同的高度。

8.如权利要求1所述的用于可充电电池的电极基板的干燥器，还包括行进辊，所述行进辊设置在所述出口的外侧以使得所述电极基板行进。

9.一种用于可充电电池的电极基板的干燥器的控制方法，包括：

制备涂覆有活性材料的电极基板；

将所述电极基板贴附于往返传送装置；

通过降低多个提升引导辊，使得干燥箱中所述提升引导辊的最高表面与多个驱动辊的最高表面相匹配；以及

在所述往返传送装置由所述驱动辊支撑和驱动并且由所述提升引导辊支撑的同时，通过将所述往返传送装置送至所述干燥箱的入口并且经由所述干燥箱的出口排出所述往返传送装置而连接所述电极基板。

10.如权利要求9所述的用于可充电电池的电极基板的干燥器的控制方法，还包括：

通过升高所述提升引导辊而以Z字形的方式移动在所述提升引导辊与所述固定引导辊之间悬挂的所述电极基板，并且干燥所述电极基板。

11.如权利要求9所述的用于可充电电池的电极基板的干燥器的控制方法，其中，在制备所述电极基板期间，涂覆到所述电极基板的所述活性材料被初次干燥，然后所述电极基板经过卷绕工艺。

12.如权利要求9所述的用于可充电电池的电极基板的干燥器的控制方法，其中，在连接所述电极基板期间，所述电极基板以水平状态在所述入口与所述出口之间移动。

13.一种用于可充电电池的电极基板的干燥器的控制系统，包括：

用于制备涂覆有活性材料的电极基板的装置；

用于将所述电极基板贴附于往返传送装置的装置；

用于通过降低多个提升引导辊而使得干燥箱中所述提升引导辊的最高表面与多个驱动辊的最高表面相匹配的装置；以及

用于在所述往返传送装置由所述驱动辊支撑和驱动并且由所述提升引导辊支撑的同时，通过将所述往返传送装置送至所述干燥箱的入口并且经由所述干燥箱的出口排出所述往返传送装置而连接所述电极基板的装置。

14.如权利要求13所述的系统，还包括：

用于通过升高所述提升引导辊而以Z字形的方式移动在所述提升引导辊与所述固定引导辊之间悬挂的所述电极基板以干燥所述电极基板的装置。