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

一种锂离子电池的生产方法及生产装置 Download PDF

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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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