CN104241698B - 一种锂离子电池的生产方法及生产装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于一种锂离子电池生产装置的技术领域，公开了一种锂离子电池的生产装置，包括涂布机构、烘烤机构、深度烘烤机构、湿度控制机构、辊压分切机构、卷绕机构以及装配机构，湿度控制机构为密封箱体，卷绕机构和装配机构一起设于一干燥房内部。本发明提供的一种锂离子电池的生产装置，结构合理，大大减少了锂离子电池生产过程中的烘烤机构，缩短了锂离子电池的生产时间，采用深度烘烤机构和湿度控制机构两者的配合，将锂离子电池内部的水份控制在较低程度，而且，湿度控制机构可以采用干燥空气，避免了高纯氮气的使用，降低了生产成本，提高了锂离子电池生产效率，从而提高锂离子电池的生产装置的综合性能和市场竞争力。

Description

一种锂离子电池的生产方法及生产装置
【技术领域】
本发明涉及一种锂离子电池生产装置，特别涉及一种锂离子电池的生产方法及生产装置。
【背景技术】
在锂离子电池的生产过程中，水份控制的至关重要的。从材料的准备、正负极片的生产、一直到卷绕和锂离子电池的装配，每个环节都对水份控制有严格的要求。在锂离子电池生产设备中，没到工序都配有烘烤设备，特别是最后的卷绕和装配工序，对外部环境的依赖程度更高，其中装配工序必须在干燥房内完成。因此，这种每道工序都需要烘烤的生产方法，不但要消耗大量的资源，极大地提高了生产成本，而且还大大延长了生产周期，提高了时间成本，从而影响锂离子电池生产效率。
现有的锂离子电池的生产流程大致为：配料混合——涂布——第一次烘烤——辊压分切——第二次烘烤——卷绕——第三次烘烤——装配——第四次烘烤——注液——封口。虽然目前已对该生产方法作出一些改进，但是多次烘烤过程仍是不可避免的。
本发明人通过深入研究发现，锂离子电池内部的水份并不因为有较多次的烘烤就完全解决。原因在于两个方面：第一是反复的烘烤——冷却吸潮——再烘烤——再冷却吸潮的重复过程，只能够消除一部分水份；第二是重复烘烤的对象是已经成卷的极片卷和卷的很紧的卷芯，它们在烘烤时水份不容易从中心处出来。这两个原因导致目前的锂离子电池生产厂家烘烤卷芯的时间少则2～3天、多则10天以上，浪费大量的电能和烘烤时的高纯氮气，而且，还需要配备很多的真空烤箱设备。
因此，如何在减少烘烤工序的基础上，保证锂离子电池的生产过程中的水份符合要求，甚至进一步降低锂离子电池的内部的水份，是本领域的技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种锂离子电池的生产方法及生产装置，其旨在解决现有技术中的锂离子电池的生产方法不当、能源的大量浪费、锂离子电池内部的水份含量较高的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出了一种锂离子电池的生产方法，依次包括配料混合工序、涂布工序、烘烤工序、辊压分切工序、卷绕工序以及装配成型工序，其特征在于：还包括深度烘烤工序和湿度控制工序，所述的深度烘烤工序设于烘烤工序与辊压分切工序之间，所述的湿度控制工序起始于深度烘烤工序之后、辊压分切工序之前，所述的深度烘烤工序采用高温的干燥气体作为烘烤介质，在所述的深度烘烤工序中水份的比重不超过100ppm，所述的湿度控制工序采用干燥气体作为隔离介质和降温介质，所述的湿度控制工序一直延续至辊压分切工序结束，所述的干燥气体为高纯氮气或者干燥空气，所述的涂布工序中涂布的速度为1m/min～3m/min，所述的卷绕工序和装配成型工序在干燥房内部进行。
一种锂离子电池的生产装置，包括涂布机构、烘烤机构、深度烘烤机构、湿度控制机构、辊压分切机构、卷绕机构以及装配机构，所述的涂布机构、烘烤机构、深度烘烤机构、湿度控制机构、卷绕机构和装配机构依次连接，所述的深度烘烤机构为空气加热烘箱，所述的湿度控制机构为密封箱体，所述的辊压分切机构设于湿度控制机构内部，所述的卷绕机构和装配机构一起设于一干燥房内部。
作为优选，所述的湿度控制机构内还设有用于喷射干燥气体的喷嘴，所述的喷嘴安设在辊压分切机构的下方。
作为优选，所述的干燥气体为高纯氮气或者干燥空气。
作为优选，所述的涂布机构的涂布速度为1m/min～3m/min。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明提供的一种锂离子电池的生产装置，结构合理，大大减少了锂离子电池生产过程中的烘烤机构，缩短了锂离子电池的生产时间，采用深度烘烤机构和湿度控制机构两者的配合，将锂离子电池内部的水份控制在较低程度，而且，湿度控制机构可以采用干燥空气，避免了高纯氮气的使用，降低了生产成本，提高了锂离子电池生产效率，从而提高锂离子电池的生产装置的综合性能和市场竞争力。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明实施例中生产方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中生产装置的结构示意图。
【具体实施方式】
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
参阅图1，本发明实施例提供一种锂离子电池的生产方法，依次包括配料混合工序、涂布工序12、烘烤工序13、辊压分切工序14、卷绕工序15以及装配成型工序16，还包括深度烘烤工序17和湿度控制工序18，深度烘烤工序17设于烘烤工序13与辊压分切工序14之间，湿度控制工序18设于深度烘烤工序17和辊压分切工序14之间，深度烘烤工序17采用高温的干燥气体作为烘烤介质，在深度烘烤工序17中水份的比重不超过100ppm，湿度控制工序18采用干燥气体作为隔离介质和降温介质，湿度控制工序18一直延续至辊压分切工序14结束。此种结构在烘烤工序13后增设了深度烘烤工序17，使得已经基本干燥的极片再一次进行深度烘烤，进一步降低锂离子电池的极片中水份含量。而且，为了防止极片冷却时吸潮，本发明的实施例还设有湿度控制工序18，使得深度烘烤后的极片在控制了水份的情况下冷却，不仅避免了吸潮现象，而且还免去了辊压分切工序14的再次烘烤工序13，使得锂离子电池的生产时间大大缩短，提高锂离子电池生产效率。
在本发明的实施例中，湿度控制工序18和辊压分切工序14是同步进行的，它们同时开始、同时结束，这使得锂离子电池的生产时间进一步缩短。
其中，干燥气体为高纯氮气或者干燥空气。由于湿度控制工序18中的干燥气体只是起到隔离湿气的作用，只要经过干燥除去水份即可，因此，干燥空气就可以作为干燥气体，而不需要使用成本较高的高纯氮气，使得生产成本降低。
具体地，配料混合工序11中的配料固含量为30％～80％。
进一步地，涂布工序12中涂布的速度为1m/min～3m/min。
参阅图2，本发明的实施例还提供一种锂离子电池的生产装置，采用上述的生产方法，包括涂布机构21、烘烤机构22、深度烘烤机构23、湿度控制机构24、辊压分切机构25、卷绕机构26以及装配机构27，深度烘烤机构23为空气加热烘箱，湿度控制机构24为密封箱体，辊压分切机构25设于湿度控制机构24内部，卷绕机构26和装配机构27一起设于一干燥房28内部。其中，烘烤机构22为真空烤箱，使用高纯氮气作为隔离介质。
在本发明的实施例中，烘烤机构22已经将极片基本干燥，在之后的深度烘烤也就需要较长时间，而且在深度烘烤之后，极片所含水份不会超过100ppm，已经基本上满足锂离子电池的生产要求，也就是说，接下来的生产过程只需要防止极片吸潮就可以了，从而大大降低锂离子电池的生产难度，进而降低锂离子电池的生产成本。
具体地，烘烤机构22、深度烘烤机构23和湿度控制机构24三者的连接为无缝连接，也就是说，极片在经过真空烤箱的烘烤之后，立即进入空气加热烘箱进行深度烘烤，然后再立即进入湿度控制机构24，进行辊压分切。在上述过程中，极片均不与外界空气接触，避免外界湿气影响锂离子电池的质量。
其中，湿度控制机构24内还设有用于喷射干燥气体的喷嘴241，喷嘴241安设在辊压分切机构25的下方，使得干燥气体至下而上地与极片接触，不仅将极片上残余的水份吹离极片，而且还能够与高温的极片进行热交换，对极片降温，使得极片在控制了水份的条件下冷却，从而在根本上消除极片吸潮的可能性，使得重复烘烤的工序得以减免，降低锂离子电池的生产成本。
具体地，干燥气体为高纯氮气或者干燥空气。
进一步地，涂布机构21的涂布速度为1m/min～3m/min。
进一步地，卷绕机构26的卷绕速度不超过3pes/min。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种锂离子电池的生产方法，依次包括配料混合工序（11）、涂布工序（12）、烘烤工序（13）、辊压分切工序（14）、卷绕工序（15）以及装配成型工序（16），其特征在于：还包括深度烘烤工序（17）和湿度控制工序（18），所述的深度烘烤工序（17）设于烘烤工序（13）与辊压分切工序（14）之间，所述的湿度控制工序（18）起始于深度烘烤工序（17）之后、辊压分切工序（14）之前，所述的深度烘烤工序（17）采用高温的干燥气体作为烘烤介质，在所述的深度烘烤工序（17）中水份的比重不超过100ppm，所述的湿度控制工序（18）采用干燥气体作为隔离介质和降温介质，所述的湿度控制工序（18）一直延续至辊压分切工序（14）结束，所述的干燥气体为高纯氮气或者干燥空气，所述的涂布工序（12）中涂布的速度为1m/min～3m/min，所述的卷绕工序（15）和装配成型工序（16）在干燥房（28）内部进行，该锂离子电池的生产装置，包括涂布机构（21）、烘烤机构（22）、深度烘烤机构（23）、湿度控制机构（24）、辊压分切机构（25）、卷绕机构（26）以及装配机构（27），所述的涂布机构（21）、烘烤机构（22）、深度烘烤机构（23）、湿度控制机构（24）、卷绕机构（26）和装配机构（27）依次连接，所述的涂布机构（21）的涂布速度为1m/min～3m/min，所述的深度烘烤机构（23）为空气加热烘箱，所述的湿度控制机构（24）为密封箱体，所述的辊压分切机构（25）设于湿度控制机构（24）内部，所述的湿度控制机构（24）内还设有用于喷射干燥气体的喷嘴（241），所述的喷嘴（241）安设在辊压分切机构（25）的下方，所述的干燥气体为高纯氮气或者干燥空气，所述的卷绕机构（26）和装配机构（27）一起设于一干燥房（28）内部。
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