CN112747565A - 一种电极卷的真空烘烤方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电极卷的真空烘烤方法，所述真空烘烤方法包括：将辊压分切后的电极卷置于真空烘烤装置中进行烘烤；所述真空烘烤装置包括依次连接的抽真空设备和干燥腔；所述干燥腔还连接有通氮气管道；所述抽气管上和干燥腔的接口处设置有控制比例阀；所述电极卷进行收卷的张力为80‑120N，收卷中收卷辊的上方配置有触摸辊。本发明提供的烘烤方法，通过设置真空比例阀、调整极卷的张力和增加触摸辊的方式解决真空过程中极卷发生的错位及断裂问题，避免了极卷在干燥过程中的二次损伤，显著的提高了电极卷的烘干良品率。

Description

一种电极卷的真空烘烤方法
技术领域
本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种电极卷的真空烘烤方法。
背景技术
锂电池是指电化学体系中含有锂(包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物)的电池。锂离子电池具有高能量密度，循环寿命长，自放电率低等众多优点，随着动力领域及储能领域的需求愈加巨大，近几年锂电池产业得到快速发展。根据锂电池形体上，大致可分为三类：圆柱类、方壳类、软包装类；软包装锂电池在能量密度方面优势明显，而且目前单体电芯也在往大容量、高倍率方向发展，将更符合新能源汽车等领域对移动电源的要求。
随着软包装锂电池需求越来越大，对电芯制造效率要求越来越高。在极片烘烤工序，常见的方式有片状烘烤和电芯烘烤，通过真空加热方式去除极片内水分。
如CN105579802A公开了电极卷的干燥方法和电极卷的干燥装置，电极卷(20)的干燥装置(10)具有：干燥炉(30)，其用于收纳将电极基材(21)绕卷芯(22)卷绕而成的电极卷；外侧加热器(40)，其从外侧对电极卷进行加热；轴侧加热器(50)，其从卷芯侧对电极卷进行加热；减压器(60)，其用于使干燥炉的内部压力降低；传感器(70)，其用于检测电极卷的最外部的温度；控制部(80)，其基于利用传感器检测出的电极卷的最外部的温度来控制外侧加热器等的工作。控制部使外侧加热器和轴侧加热器工作，从外侧和卷芯侧这两侧对电极卷进行加热。在电极卷的最外部的温度达到比作为最外部的上限温度的所容许的容许温度低的目标温度的情况下，控制部停止外侧加热器的工作，使减压器工作，对干燥炉内进行减压，并且由轴侧加热器实施加热和由减压器实施减压。
CN105300056A公开了一种电极芯真空干燥装置及工艺，该干燥装置其包括加热箱体、加热装置、托盘和抽真空组件，所述加热装置设置于所述加热箱体的内壁，所述托盘可推进和拉出地设置于所述加热箱体上，所述抽真空组件包括耐高温阀、抽真空管路和抽真空装置，所述耐高温阀通过密封组件密封设置于每个待干燥电极芯的注液孔内，所述待干燥电极芯放置于所述托盘上，所述抽真空管路的一端连接耐高温阀，另一端连接抽真空装置，抽真空时，所述抽真空装置经抽真空管路和耐高温阀通过对应电极芯的注液孔对每个待干燥电极芯实施抽真空。上述电极芯真空干燥装置及工艺能够大大提高电极芯的真空干燥以及注液效率、降低生产成本和保证产品稳定可靠。
当前为了提高效率，现有高效的烘烤方式为极卷烘烤，然而现有极卷的真空烘烤中存在如下问题：
(1)极卷放入腔体内烘烤时，由于极卷内部张力因素及腔体真空速率，导致极卷产生极卷错位，该问题会导致极卷报废；
(2)极卷在烘烤过程中产生厚度反弹，尤其表现在负极卷，导致极卷外侧极片张力过大而断裂。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于一种电极卷的真空烘烤方法，针对上述问题，本发明通过在现有烘烤腔体真空抽气管道增加比例阀控制，改进腔体内真空速率过大导致极卷错位问题；控制极卷张力，避免极卷烘烤后产生错位及断裂问题，显著提高了极卷烘干的良品率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种电极卷的真空烘烤方法，所述真空烘烤方法包括：将辊压分切后的电极卷置于真空烘烤装置中进行烘烤；
所述真空烘烤装置包括依次连接的抽真空设备和干燥腔；
所述抽真空设备和所述干燥腔通过管路连接；
所述干燥腔还连接有通氮气管道；
所述管路上和干燥腔的接口处设置有控制比例阀；
所述电极卷进行收卷的张力为80-120N，收卷中收卷辊的上方配置有触摸辊。
本发明提供的烘烤方法，通过设置真空比例阀、调整极卷的张力和增加触摸辊的方式解决真空过程中极卷发生的错位及断裂问题，避免了极卷在干燥过程中的二次损伤，显著的提高了电极卷的烘干良品率。
本发明中，收卷中收卷辊的上方配置有触摸辊指在收卷的时候在与收卷辊的正上方设置一个触摸辊，触摸滚轮不使用时，触摸滚轮在收卷辊上方100-200mm，触摸辊轮使用时，保证两个辊之间最小距离为极片厚度可以使电极通过但不损伤电极即可，例如可以是100-150μm，例如可以是100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm、130μm、135μm、140μm、145μm或150μm等，同时触摸辊和收卷辊之间的挤压力控制在10-20kgf之间，以保证极片具有良好的性能，进一步提升良品率防止错位和断裂。挤压力的大小可以通过压力传感器进行检测。
本发明中，所述电极卷进行收卷的张力为80-120N，例如可以是80N、82N、84N、86N、88N、90N、92N、94N、96N、98N、100N、102N、104N、106N、108N、110N、112N、114N、116N、118N、或120N等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述干燥腔内设置有极卷轴心加热设备。
本发明中，极卷轴心加热设备为本领域的常规设备，可按工艺进行选用。
作为本发明优选的技术方案，所述干燥腔的内壁上设置有气孔。
作为本发明优选的技术方案，所述气孔用于通气或排气。
作为本发明优选的技术方案，所述抽气管的直径为150-200mm，例如可以是150mm、152mm、154mm、156mm、158mm、160mm、162mm、164mm、166mm、168mm、170mm、172mm、174mm、176mm、178mm、180mm、182mm、184mm、186mm、188mm、190mm、192mm、194mm、196mm、198mm或200mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述电极卷包括正极卷或负极卷。
作为本发明优选的技术方案，所述电极卷为正极卷时，所述收卷中的张力为100-120N，例如可以是100N、101N、102N、103N、104N、105N、106N、107N、108N、109N、110N、111N、112N、113N、114N、115N、116N、117N、118N、119N或120N等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，当负极卷张力为50N恒张力及80N锥度张力时，正极卷外侧产生炮筒；而张力处于100N及120N恒张力时，正极卷未出现错位问题。当正极卷张力处于100N张力及锥度张力为30％时，极卷出现错位。
作为本发明优选的技术方案，所述电极卷为负极卷时，所述收卷中的张力为80-100N，例如可以是80N、81N、82N、83N、84N、85N、86N、87N、88N、89N、90N、91N、92N、93N、94N、95N、96N、97N、98N、99N或100N等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，当负极卷张力处于100N但未开启触摸滚轮收卷时，极卷出现错位；当张力为50N时，极卷即使开启触摸滚轮收卷，极卷仍产生错位。
作为本发明优选的技术方案，所述电极卷为负极卷时，所述收卷中的锥度张力控制为20-30％，例如可以是20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述真空烘烤方法包括：将辊压分切后的电极卷置于真空烘烤装置中进行烘烤；
所述真空烘烤装置包括依次连接的抽真空设备和干燥腔；
所述抽真空设备和所述干燥腔通过管路连接；
所述干燥腔还连接有通氮气管道；
所述管路上和干燥腔的接口处设置有控制比例阀；
所述电极卷进行收卷的张力为80-120N，收卷中收卷辊的上方配置有触摸辊；
其中，所述电极卷为正极卷时，所述收卷中的张力为100-120N，收卷中的锥度张力控制为30％；所述电极卷为负极卷时，所述收卷中的张力为80-100N，收卷中的锥度张力控制为30％。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明通过在现有烘烤腔体真空抽气管道增加比例阀控制，改进腔体内真空速率过大导致极卷错位问题；控制极卷张力，避免极卷烘烤后产生错位及断裂问题，显著提高了极卷烘干的良品率。进一步地，通过控制触摸辊和收卷辊之间的挤压力控制在10-20kgf之间，以保证极片具有良好的性能，进一步提升良品率防止错位和断裂。
附图说明
图1是本发明实施例1中真空烘烤装置的示意图。
图中：1-抽真空设备，2-管路，3-控制比例阀，4-通氮气管道，5-干燥腔，6-气孔，7-电极卷，8-极卷轴心加热设备。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种正极电极卷的真空烘烤方法，所述真空烘烤方法包括：将辊压分切后的电极卷置于真空烘烤装置中进行烘烤；
所述真空烘烤装置包括依次连接的抽真空设备1和干燥腔5，如图1所示；
所述抽真空设备1和所述干燥腔5通过管路2连接；
所述干燥腔5还连接有通氮气管道4；
所述管路2上和干燥腔5的接口处设置有控制比例阀3；
所述干燥腔5内设置有极卷轴心加热设备8，所述干燥腔的内壁上设置有气孔6，所述气孔6用于通气或排气；所述抽气管2的直径为170mm；
所述电极卷7为正极卷时，所述收卷中的张力为100N，收卷中收卷辊的上方配置有触摸辊；
烘干后，电极卷的外观详见表1。
实施例2
本实施例提供一种正极电极卷的真空烘烤方法，所述真空烘烤方法包括：将辊压分切后的电极卷置于真空烘烤装置中进行烘烤；
所述真空烘烤装置包括依次连接的抽真空设备和干燥腔；
所述抽真空设备和所述干燥腔通过管路连接；
所述干燥腔还连接有通氮气管道；
所述管路上和干燥腔的接口处设置有控制比例阀；
所述干燥腔内设置有极卷轴心加热设备，所述干燥腔的内壁上设置有气孔，所述气孔用于通气或排气；所述抽气管的直径为200mm；
所述电极卷为正极卷时，所述收卷中的张力为120N，收卷中收卷辊的上方配置有触摸辊；
烘干后，电极卷的外观详见表1。
实施例3
本实施例提供一种负极电极卷的真空烘烤方法，所述真空烘烤方法包括：将辊压分切后的电极卷置于真空烘烤装置中进行烘烤；
所述真空烘烤装置包括依次连接的抽真空设备和干燥腔；
所述抽真空设备和所述干燥腔通过管路连接；
所述干燥腔还连接有通氮气管道；
所述管路上和干燥腔的接口处设置有控制比例阀；
所述干燥腔内设置有极卷轴心加热设备，所述干燥腔的内壁上设置有气孔，所述气孔用于通气或排气；所述抽气管的直径为150mm；
所述电极卷为负极卷时，所述收卷中的张力为80N，所述收卷中的锥度张力控制为30％，收卷中收卷辊的上方配置有触摸辊。
烘干后，电极卷的外观详见表1。
实施例4
本实施例提供一种负极电极卷的真空烘烤方法，所述真空烘烤方法包括：将辊压分切后的电极卷置于真空烘烤装置中进行烘烤；
所述真空烘烤装置包括依次连接的抽真空设备和干燥腔；
所述抽真空设备和所述干燥腔通过管路连接；
所述干燥腔还连接有通氮气管道；
所述管路上和干燥腔的接口处设置有控制比例阀；
所述干燥腔内设置有极卷轴心加热设备，所述干燥腔的内壁上设置有气孔，所述气孔用于通气或排气；所述抽气管的直径为200mm；
所述电极卷为负极卷时，所述收卷中的张力为95N，所述收卷中的锥度张力控制为30％，收卷中收卷辊的上方配置有触摸辊。
烘干后，电极卷的外观详见表1。
对比例1
与实施例1的区别仅在于收卷过程中控制锥度张力控制为30％，烘干后，电极卷的外观详见表1。
对比例2
与实施例1的区别仅在于将控制比例阀改为电磁阀，烘干后，电极卷的外观详见表1。
对比例3
与实施例1的区别仅在于收卷过程中不配置有触摸辊，烘干后，电极卷的外观详见表1。
对比例4
与实施例3的区别仅在于收卷过程中不控制锥度张力控制为30％，烘干后，电极卷的外观详见表1。
对比例5
与实施例3的区别仅在于收卷过程中不配置有触摸辊，烘干后，电极卷的外观详见表1。
表1
错位 断裂
实施例1 无 无
实施例2 无 无
实施例3 无 无
实施例4 无 无
对比例1 有 有
对比例2 有 有
对比例3 有 有
对比例4 有 有
对比例5 有 有
通过上述实施例和对比例的结果可知，本发明通过在现有烘烤腔体真空抽气管道增加比例阀控制，改进腔体内真空速率过大导致极卷错位问题；控制极卷张力，避免极卷烘烤后产生错位及断裂问题，显著提高了极卷烘干的良品率。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种电极卷的真空烘烤方法，其特征在于，所述真空烘烤方法包括：将辊压分切后的电极卷置于真空烘烤装置中进行烘烤；
所述真空烘烤装置包括依次连接的抽真空设备和干燥腔；
所述抽真空设备和所述干燥腔通过管路连接；
所述干燥腔还连接有通氮气管道；
所述管路上和干燥腔的接口处设置有控制比例阀；
所述电极卷进行收卷的张力为80-120N，收卷中收卷辊的上方配置有触摸辊。
2.如权利要求1所述的真空烘烤方法，其特征在于，所述干燥腔内设置有极卷轴心加热设备。
3.如权利要求1或2所述的真空烘烤方法，其特征在于，所述干燥腔的内壁上设置有气孔。
4.如权利要求3所述的真空烘烤方法，其特征在于，所述气孔用于通气或排气。
5.如权利要求1-4任一项所述的真空烘烤方法，其特征在于，所述抽气管的直径为150-200mm。
6.如权利要求1-5任一项所述的真空烘烤方法，其特征在于，所述电极卷包括正极卷或负极卷。
7.如权利要去6所述的真空烘烤方法，其特征在于，所述电极卷为正极卷时，所述收卷中的张力为100-120N。
8.如权利要求6所述的真空烘烤方法，其特征在于，所述电极卷为负极卷时，所述收卷中的张力为80-100N。
9.如权利要求7所述的真空烘烤方法，其特征在于，所述电极卷为负极卷时，所述收卷中的锥度张力控制为20-30％。
10.如权利要求1-9任一项所述的真空烘烤方法，其特征在于，所述真空烘烤方法包括：将辊压分切后的电极卷置于真空烘烤装置中进行烘烤；
所述真空烘烤装置包括依次连接的抽真空设备和干燥腔；
所述抽真空设备和所述干燥腔通过管路连接；
所述干燥腔还连接有通氮气管道；
所述管路上和干燥腔的接口处设置有控制比例阀；
所述电极卷进行收卷的张力为80-120N，收卷中收卷辊的上方配置有触摸辊；
其中，所述电极卷为正极卷时，所述收卷中的张力为100-120N；所述电极卷为负极卷时，所述收卷中的张力为80-100N，收卷中的锥度张力控制为20-30％。
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