CN107785613B - 锂电池隔膜在线干燥方法 - Google Patents

Abstract

一种锂电池隔膜在线干燥方法，包括隔膜卷及其支撑辊，隔膜含水率测量仪，回风装置，控制器，远红外辐射板，温度探头，前、后隔膜支撑辊，隔膜夹持辊对。从隔膜卷拉出的隔膜依次通过前、后隔膜支撑辊再被隔膜夹持辊对夹持拉动。而远红外辐射板则设于前、后隔膜支撑辊之间、隔膜的上方或下方；温度探头用于测量隔膜的温度，隔膜含水率测量仪分别设于与前隔膜支撑辊和后隔膜支撑辊的对应位置。隔膜含水率测量仪，远红外辐射板和温度探头与控制器相连；回风装置设于隔膜进入或离开远红外辐射板的相应位置。优点是：可以在涂布前对隔膜进行在线检测及相应的干燥作业，进而提高隔膜的涂布质量和涂布隔膜的生产效率。

Description

锂电池隔膜在线干燥方法

技术领域

本发明涉及锂电池制造技术，具体涉及锂电池隔膜的干燥方法。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大【重量轻】、长循环寿命、无记忆效应和无污染等优点，同时又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，是绿色环保型无污染的二次电池，符合当今各国能源环保方面大的发展需求，已成为各类电子产品的主力电源，在各行各业的使用量都正在迅速增加。

锂电池隔膜是锂电池重要的组成材料，通常是薄的多孔绝缘材料，具有良好的离子通过性和机械强度，对各种化学物质和化学溶剂具有长期稳定性。隔膜的电子不导电性可隔离电池的正负极，防止两电极接触而短路 ；同时隔膜具有的多微孔结构，保证了离子流动顺畅。在外部电池由于发生短路事故故障时，电池内部将产生大电流，导致内部温度升高，此时隔膜将发生热熔化而关闭微孔结构，从而切断电流，停止电池工作，防止爆炸事故，确保电池及人身安全。因此，隔膜是锂电池的关键材料之一。

申请号：201110381395.0，授权公告号 CN 102582200 B，名称为“一种锂电池隔膜预干燥薄膜转移涂布的装置和方法”的中国发明专利公开了一种锂电池隔膜预干燥薄膜转移涂布的装置，“其特征在于 ：包括至少一对上下布置的橡胶辊及钢辊，转移涂布用的耐热薄膜由钢辊拉出后，依次经过清洗转移薄膜的喷淋水喷头、喷涂离型层的喷涂装置、涂料喷雾涂布机及预干燥装置后与由基纸卷拉出的基纸层叠，层叠后的基纸与耐热薄膜被送入至少一对上下布置的橡胶辊及钢辊之间压紧，耐热薄膜通过钢辊循环使用，覆盖有涂层的基纸从热风干燥箱组后由成纸复卷机收纸，其中，涂料喷雾涂布机与涂料搅拌槽相连。”但未论及锂电池隔膜【基纸】在进入涂布前的干燥问题，而为了保证涂布的质量，锂电池隔膜【基纸】在进入涂布前需要保持一定的干燥性，否者会影响产品的加工质量。

事实上，现行生产过程为保证锂电池隔膜在进入涂布前的含水量符合要求，都需要通过高真空、高温、长时间持续烘烤方式除去隔膜中的水份，以避免隔膜水份造成化成阶段产生析锂问题而影响电池性能。

目前锂电池分卷绕和层叠方式，两种工艺采用方案是在完成电芯卷绕前后，将电芯放入真空干燥箱：真空干燥条件：温度＜130℃，时间：4-24H，真空度：10torr以上，利用真空条件下水份沸点降低的原理，对隔膜进行加热促使水份挥发，除去隔膜水份。这样的真空条件存在以下缺点：

1.电芯烘烤时间4-24H，产品加工周期长效率低。

2.烘烤数量受烘箱体积影响，真空烘箱烘烤时需要耗费大量的电能进行加热，单体电池能源消耗成本高。

3.生产过程中需要将电芯取出独立干燥无法实现全自动线连续生产，无法实现全自动化生产。

发明内容

本发明的主要发明目的，采用自动线连续化生产，在锂电池卷绕或叠片式生产过程中，增加加热装置对隔膜进行在线干燥，进而提高生产效率和电芯质量。

本发明所用的技术方案是：一种锂电池隔膜在线干燥方法，包括隔膜卷，隔膜卷支撑辊，第一、第二隔膜含水率测量仪，回风装置和控制器，远红外辐射板和温度探头。远红外辐射板的左右两端分别设有前、后隔膜支撑辊；后隔膜支撑辊的后下方或后上方设有隔膜夹持辊对。从隔膜卷拉出的隔膜依次通过前、后隔膜支撑辊的上母线再被位于后隔膜支撑辊的后下方的隔膜夹持辊对夹持拉动，或依次通过前、后隔膜支撑辊的下母线再被位于后隔膜支撑辊的后上方的隔膜夹持辊对夹持拉动。而远红外辐射板则设于前、后隔膜支撑辊之间、隔膜的上方或下方；温度探头用于测量隔膜的温度，第一、第二隔膜含水率测量仪分别设于与前隔膜支撑辊和后隔膜支撑辊的对应位置。第一、第二隔膜含水率测量仪，远红外辐射板和温度探头与控制器相连；回风装置设于隔膜进入或离开远红外辐射板的相应位置。

需要说明的是，这里的“前”指的是靠近隔膜卷的位置，“后”则是指隔膜夹持辊一侧。经过长时间放置的隔膜，可能会因吸湿等因素而水分升高，从而不能和涂料牢固粘结。因此，在卷绕前先对隔膜进行去除水分的处理是必要的。利用本发明，待处理的隔膜卷先放在支架上，隔膜卷的自由端由隔膜夹持辊对夹持拉动，从而绷紧隔膜以拉动隔膜移动。当第一隔膜含水率测量仪测得隔膜的含水率符合要求时，则远红外辐射板不启动。当第一隔膜含水率测量仪测得隔膜的含水率偏高时，则启动远红外辐射板照射隔膜以蒸发隔膜的水分，温度探头则用于测量隔膜的温度，以便控制远红外辐射板的照射，第二隔膜含水率测量仪则用于检测经过去除水分处理的隔膜的含水率，回风装置则用于及时抽走蒸发掉的水分。为了防止隔膜水分的过度蒸发，红外辐射板的照射功率可以依第二隔膜含水率测量仪的检测结果实时调整。如上所述，经过在线干燥方法处理的隔膜，可以直接进入涂布流程，从而大大节约加工生产时间，且有利于生产质量的控制。

作为优选，隔膜的上下方同时设有远红外辐射板。温度探头则位于隔膜的上方和隔膜上方的远红外辐射板之间，或位于隔膜的下方和隔膜下方的远红外辐射板之间。本优选方案中，隔膜的上下方同时设有远红外辐射板，便于依据检测到的情况对隔膜的照射进行合理调整，具有布局合理的特点。

作为优选，所述远红外辐射板沿纵向分成若干个小横向远红外辐射板，所述温度探头设于两块小横向远红外辐射板接缝部分相应的位置。这里，所述的横向，指的是和隔膜移动方向垂直的方向，另外每两块小横向远红外辐射板接缝部分相应的位置均设有所述温度探头。本优选方案，远红外辐射板及温度探头的布局更为合理，温度探头测得的温度更为准确。

作为优选，每块小横向远红外辐射板再沿纵向分成若干小纵向远红外辐射板，相应地每两块相邻的小纵向远红外辐射板的接缝处设有温度探头。这里所述的纵向，即和隔膜移动方向一致的方向。本优选方案，远红外辐射板及温度探头的布局进一步得到优化，隔膜在线干燥检测结果更为准确，便于提高隔膜在线干燥的质量。

作为优选，后隔膜支撑辊和隔膜夹持辊对之间依次设有第一、第二辅助张紧辊，第一、第二辅助张紧辊和后隔膜支撑辊位置成三角关系。本优选方案，有利于保证隔膜的张紧状态，提高干燥的可靠性。

综上所述，本发明的有益效果是：可以在涂布前对隔膜进行在线检测及相应的干燥作业，进而提高隔膜的涂布质量和涂布隔膜的生产效率。

附图说明

图1：本发明的流程示意图；

图2：俯视图。

图中：隔膜卷1、隔膜卷支撑辊2、远红外辐射板3、温度探头4、前隔膜支撑辊5、后隔膜支撑辊6、隔膜夹持辊对7、隔膜8。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图1、图2所示，本发明包括隔膜卷1，隔膜卷支撑辊2，以及图中未示出的回风装置、控制器、机架和第一、第二隔膜含水率测量仪。此外，还包括有远红外辐射板3；远红外辐射板3的左右两端分别设有前、后隔膜支撑辊5、6；后隔膜支撑辊6的后下方设有隔膜夹持辊对7，后隔膜支撑辊6和隔膜夹持辊对7之间则依次设有第一、第二辅助张紧辊，第一、第二辅助张紧辊和后隔膜支撑辊位置成三角关系，其中第一辅助张紧辊的位置低于后隔膜支撑辊6及第二辅助张紧辊，第二辅助张紧辊则高于隔膜夹持辊对7的位置。从隔膜卷1拉出的隔膜8依次通过前、后隔膜支撑辊5、6的上母线再依次绕过位于后隔膜支撑辊6的后下方的第一辅助张紧辊的下母线、第二辅助张紧辊的上母线后再被位于第二辅助张紧辊后下方的隔膜夹持辊对7夹持拉动，然后直接进入涂布作业或收存起来以备不久的将来进行涂布作业。在前、后隔膜支撑辊5、6之间，包括位于隔膜8的上方和下方的均设有远红外辐射板3，所述远红外辐射板3沿纵向分成若干个【本实施例分成四块】小横向远红外辐射板，每块小横向远红外辐射板再沿纵向分成若干【本实施分成三小块】小纵向远红外辐射板3.1，相应地每两块相邻的小纵向远红外辐射板的接缝处的中间位置设有温度探头4；温度探头4用于测量隔膜8相应位置的温度，温度探头4位于隔膜8的下方和隔膜下方的远红外辐射板3之间。第一、第二隔膜含水率测量仪分别设于与前隔膜支撑辊5和后隔膜支撑辊6对应的位置；第一、第二隔膜含水率测量仪，远红外辐射板3和几个温度探头4均与控制器相连，以便控制器依据相应的情况进行相应的作业；回风装置设于隔膜8离开远红外辐射板3的相应位置，同时回风装置设于远红外辐射板3和隔膜8之间的相应位置，回风装置亦和控制相连，以便控制器依据相应的情况进行相应的作业。其中，隔膜卷支撑辊2，前、后隔膜支撑辊5、6，隔膜夹持辊对7的前后端滚动支撑在机架上，具体结构细节在此不做赘述；回风装置，控制器和第一、第二隔膜含水率测量仪等亦均安装在机架上，具体结构细节在此亦不做赘述。

以上所述之具体实施例仅为本发明较佳的实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围。事实上，依据本发明所述之形状、结构和设计目的也可以作出一些等效的变化。因此，凡依照本发明所述之形状、结构和设计目的所作出的一些等效变化理应均包含在本发明的保护范围内，也即这些等效变化都应该受到本发明的保护。

Claims (1)

1.一种锂电池隔膜在线干燥方法，包括隔膜卷（1），隔膜卷支撑辊（2），第一、第二隔膜含水率测量仪，回风装置和控制器；其特征是：还包括有远红外辐射板（3）和温度探头（4）；远红外辐射板（3）的左右两端分别设有前、后隔膜支撑辊（5、6）；后隔膜支撑辊（6）的后下方或后上方设有隔膜夹持辊对（7）；从隔膜卷（1）拉出的隔膜（8）依次通过前、后隔膜支撑辊（5、6）的上母线再被位于后隔膜支撑辊（6）的后下方的隔膜夹持辊对（7）夹持拉动，或依次通过前、后隔膜支撑辊（5、6）的下母线再被位于后隔膜支撑辊（6）的后上方的隔膜夹持辊对（7）夹持拉动；而远红外辐射板（3）则设于前、后隔膜支撑辊（5、6）之间、隔膜（8）的上方或下方；温度探头（4）用于测量隔膜（8）的温度，第一、第二隔膜含水率测量仪分别设于与前隔膜支撑辊（5）和后隔膜支撑辊（6）对应的位置；第一、第二隔膜含水率测量仪，远红外辐射板（3）和温度探头（4）与控制器相连；回风装置设于隔膜（8）进入或离开远红外辐射板（3）的相应位置；隔膜（8）的上下方同时设有远红外辐射板（3）；温度探头（4）位于隔膜（8）的上方和隔膜上方的远红外辐射板（3）之间，或位于隔膜（8）的下方和隔膜下方的远红外辐射板（3）之间；所述远红外辐射板（3）沿纵向分成若干个小横向远红外辐射板，所述温度探头（4）设于两块小横向远红外辐射板的接缝部分相应的位置；每块小横向远红外辐射板（3.1）再沿纵向分成若干小纵向远红外辐射板（3.1），相应地每两块相邻的小纵向远红外辐射板的接缝处均设有温度探头（4）；后隔膜支撑辊（6）和隔膜夹持辊对（7）之间依次设有第一、第二辅助张紧辊，第一、第二辅助张紧辊和后隔膜支撑辊位置成三角关系。

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