CN116379720A - 一种锂电池极片干燥装置 - Google Patents

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CN116379720A CN202310419904.7A CN202310419904A CN116379720A CN 116379720 A CN116379720 A CN 116379720A CN 202310419904 A CN202310419904 A CN 202310419904A CN 116379720 A CN116379720 A CN 116379720A
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李徐佳
王静
张莲
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Abstract

关于孔阵列型式对锂电池极片冲击射流干燥的影响的研究还很少。本申请提供了一种锂电池极片干燥装置,包括依次连接的第一风室、第一排风腔、换热腔、第二排风腔和第二风室,第一风室上设置有第一进风口,第一排风腔上设置有第一排风口,第二排风腔上设置有第二排风口,第二风室上设置有第二进风口,第一风室与所述换热腔之间设置有第一风道,第一风道穿过第一排风腔,第二风室与换热腔之间设置有第二风道,第二风道穿过第二排风腔,第一风道周围设置有第一通孔,第一通孔设置于第一排风腔与换热腔之间的表面上,第二风道周围设置有第二通孔,第二通孔设置于第二排风腔与换热腔之间的表面上。采用相对低温低速,降低了干燥能耗。

Description

一种锂电池极片干燥装置
技术领域
本申请属于干燥技术领域,特别是涉及一种锂电池极片干燥装置。
背景技术
锂离子电池的生产制造包括极片制造工艺、电池组装工艺,以及注液、预充、化成工艺等。锂电池电极是一种颗粒组成的涂层,电极制备过程中,均匀的湿浆料涂敷在金属集流体上,然后通过干燥去除湿涂层中的溶剂。目前应用比较多的极片干燥方式有:远红外辐射干燥;双面送风飘浮干燥;常规热风对流干燥;微波干燥。目前,各锂离子电池厂商的极片涂层干燥手段主要为热风对流干燥。对流干燥是比较传统的干燥技术,加热的干燥空气送入烘道,干燥空气中的热能通过空气的对流传导到被干燥物体,使液体蒸发汽化进行干燥。目前对热风对流干燥的研究中,关于冲击射流的研究较少,冲击射流的流动导致停滞区具有较高的热量和质量传导性,这一特点使得许多人从传热传质的角度研究撞击射流。干燥空气通过特殊设计的风嘴,以高速喷射到被干燥物体表面,在干燥物体表面阻碍干燥的静止空气层在冲击作用下被破坏,从而加快了干燥过程,使干燥效率大大提高。热风冲击干燥的特点是:干燥速度和温度有关,而且和干燥风量有关。可以通过部分循环干燥空气送风加大风量提高干燥速度,大大提高干燥空气的热量的利用,因此热风冲击干燥具有高效节能的特点。
综上,射流冲击系统可以实现高的传热和传质速率,为增强对流过程提供了一种有效的手段。人们对射流冲击进行了广泛的研究,以了解其传热传质特性。然而,这些研究多为理论研究,且对孔阵列冲击射流的研究及其应用部分只针对一些具体应用,其中,关于孔阵列型式对锂电池极片冲击射流干燥的影响的研究还很少。
发明内容
1.要解决的技术问题
基于射流冲击系统可以实现高的传热和传质速率,为增强对流过程提供了一种有效的手段。人们对射流冲击进行了广泛的研究,以了解其传热传质特性。然而,这些研究多为理论研究,且对孔阵列冲击射流的研究及其应用部分只针对一些具体应用,其中,关于孔阵列型式对锂电池极片冲击射流干燥的影响的研究还很少的问题,本申请提供了一种锂电池极片干燥装置。
2技术方案
为了达到上述的目的,本申请提供了一种锂电池极片干燥装置,包括依次连接的第一风室、第一排风腔、换热腔、第二排风腔和第二风室,所述第一风室上设置有第一进风口,所述第一排风腔上设置有第一排风口,所述第二排风腔上设置有第二排风口,所述第二风室上设置有第二进风口,所述第一风室与所述换热腔之间设置有第一风道,所述第一风道穿过所述第一排风腔,所述第二风室与所述换热腔之间设置有第二风道,所述第二风道穿过所述第二排风腔,所述第一风道周围设置有第一通孔,所述第一通孔设置于所述第一排风腔与所述换热腔之间的表面上,所述第二风道周围设置有第二通孔,所述第二通孔设置于所述第二排风腔与所述换热腔之间的表面上。
本申请提供的另一种实施方式为:若干所述第一风道呈六边形排列,若干所述第二风道呈六边形排列,若干所述第一通孔呈六边形排列,若干所述第二通孔呈六边形排列。
本申请提供的另一种实施方式为:还包括外壳体,所述外壳体上依次设置有第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板形成所述第一风室、所述第一排风腔、所述换热腔、所述第二排风腔和所述第二风室,所述第一隔板上设置有第一风孔,所述第二隔板上设置有第二风孔,所述第一风孔与所述第二风孔形成所述第一风道,所述第二隔板上设置有所述第一通孔,所述第三隔板上设置有第三风孔,所述第四隔板上设置有第四风孔,所述第三风孔与所述第四风孔形成所述第二风道,所述第三隔板上设置有所述第二通孔。
本申请提供的另一种实施方式为:所述第一风道为冲击射流通道,所述第二风道为冲击射流通道,所述第一通孔为渗出孔,所述第二通孔为渗出孔。
本申请提供的另一种实施方式为:所述外壳体为长方体,所述第一风室为长方体,所述第二风室为长方体,所述第一进风口与所述第二进风口呈对角线分布,所述第一排风腔为长方体,所述第二排风腔为长方体,所述第一排风口与所述第二排风口呈对角线分布。
本申请提供的另一种实施方式为:所述冲击孔的总面积与进口风速的乘积等于进风量。
本申请提供的另一种实施方式为:所述渗出孔与冲击射流通道的孔间距为冲击射流通道孔间距的一半,所述渗出孔的孔间距为冲击射流通道孔间距的一半。
本申请提供的另一种实施方式为:每个所述冲击射流通道的周围设置有6个所述渗出孔。
本申请提供的另一种实施方式为:所述换热腔中放置所述锂电池极片。
3.有益效果
与现有技术相比,本申请提供的锂电池极片干燥装置的有益效果在于:
本申请提供的锂电池极片干燥装置,为锂电池极片的孔阵列冲击射流干燥装置。
本申请提供的锂电池极片干燥装置,提高极片干燥效率、降低干燥能耗、改善干燥质量。
本申请提供的锂电池极片干燥装置,将孔阵列冲击射流干燥方式应用于锂电池极片干燥箱,通过改变冲击射流通道和渗出孔的排列分布,可基本消除两侧排风干燥箱的流态缺陷。
本申请提供的锂电池极片干燥装置,降低极片边缘两侧的回风量,从而避免边缘过干和卷曲,提高了极片的干燥质量;引入孔阵列冲击射流,在较大面积占比上保证了较高的热交换系数,从而提高极片的干燥效率;同时,相比于常规风刀,采用相对低温低速,降低了干燥能耗。
附图说明
图1是本申请的锂电池极片干燥装置结构示意图;
图2是本申请的锂电池极片干燥装置结构局部放大图;
图3是本申请的锂电池极片干燥装置的孔阵列冲击射流原理示意图;
图4是本申请的孔阵列结构示意图;
图5是本申请的干燥箱截面示意图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述,依照这些详细的描述,所属领域技术人员能够清楚地理解本申请,并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下,各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式,或者替代某些实施例中的某些特征,获得其它优选的实施方式。
参见图1~5,本申请提供一种锂电池极片干燥装置,包括依次连接的第一风室1、第一排风腔2、换热腔、第二排风腔3和第二风室4,所述第一风室1上设置有第一进风口5,所述第一排风腔2上设置有第一排风口6,所述第二排风腔3上设置有第二排风口7,所述第二风室4上设置有第二进风口8,所述第一风室1与所述换热腔之间设置有第一风道9,所述第一风道9穿过所述第一排风腔2,所述第二风室4与所述换热腔之间设置有第二风道,所述第二风道穿过所述第二排风腔2,所述第一风道9周围设置有第一通孔10,所述第一通孔10设置于所述第一排风腔2与所述换热腔之间的表面上,所述第二风道周围设置有第二通孔,所述第二通孔设置于所述第二排风腔3与所述换热腔之间的表面上。
所述干燥箱分为上下两部分,分别对极片的正反两面进行干燥;附图所示的实施例中锂电池极片孔阵列干燥装置在使用时,极片涂覆完成后放于干燥箱的换热腔中,空气经压气机进入加热器加热后,热风从所述干燥箱的第一进风口5进入所述第一风室1,热风从所述第二进风口8进入所述第二风室4,对锂电池极片进行干燥;干燥结束后的热风分别进入第一排风腔2和第二排风腔3;进入第一排风腔2的热风通过所述第一排风口6排出,进入第二排风腔3的热风通过所述第二排风口7排出,完成一次电池极片干燥。
进一步地,若干所述第一风道9呈六边形排列,若干所述第二风道呈六边形排列,若干所述第一通孔10呈六边形排列,若干所述第二通孔呈六边形排列。通过六边形排列的冲击射流通道和渗出孔的间距可以根据不同的干燥要求进行改变。
进一步地,还包括外壳体11,所述外壳体11上依次设置有第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板形成所述第一风室1、所述第一排风腔2、所述换热腔、所述第二排风腔3和所述第二风室4,所述第一隔板上设置有第一风孔,所述第二隔板上设置有第二风孔,所述第一风孔与所述第二风孔形成所述第一风道9,所述第二隔板上设置有所述第一通孔10,所述第三隔板上设置有第三风孔,所述第四隔板上设置有第四风孔,所述第三风孔与所述第四风孔形成所述第二风道,所述第三隔板上设置有所述第二通孔。
进一步地,所述第一风道9为冲击射流通道,所述第二风道为冲击射流通道,所述第一通孔10为渗出孔,所述第二通孔为渗出孔。从干燥箱两端的进风口分别进入干燥箱的第一风室1和第二风室4,通过排列在干燥箱上的冲击射流通道冲击极片表面。干燥完成后,热风通过排列在干燥箱上的渗出孔分别进入干燥箱的第一排风腔2和第二排风腔3,最后通过干燥箱两端的排风口排出热气,完成一次对电池极片上下表面的干燥。
热风通过阵列在上第二风室4中的冲击射流通道垂直射入所述干燥箱的中间部分对极片进行干燥,保证了极片的受热均匀性。干燥后的热风通过渗出孔进入排风腔,有效防止二次干燥,也避免了边缘干燥效应引起的极片涂层边缘过干和边缘卷曲。
进一步地,所述外壳体11为长方体,所述第一风室1为长方体,所述第二风室4为长方体,所述第一进风口5与所述第二进风口8呈对角线分布,所述第一排风腔2为长方体,所述第二排风腔3为长方体,所述第一排风口6与所述第二排风口7呈对角线分布。
所述第一进风口5安装在所述干燥箱第一风室1的两侧,热风从所述干燥箱的两个第一进风口5进入所述干燥箱的第一风室;所述干燥箱的第二进风口8安装在所述干燥箱第二风室4的两侧,热风从所述干燥箱的两个第二进风口8进入所述干燥箱的第二风室4。所述干燥箱的第一排风口6和第二排风口7分别安装在所述干燥箱第一排风腔2和第二排风腔3的两侧,干燥结束后的热风进入所述干燥箱的第一排风腔2和第二排风腔3,再从所述干燥箱的第一排风口6和第二排风口7排出。
进一步地,1、根据不同极片干燥所需的工况要求即整体进风量或者进口风速来确定所需的冲击射流通道总面积,即进风量=进口风速×冲击射流通道总面积。2、根据干燥区域的长宽,并使冲击射流通道可以均匀分布来确定冲击射流通道的孔间距。3、根据步骤2可以确定该干燥区域所需冲击射流通道的个数,冲击射流通道的总面积比上冲击射流通道的个数,可以确定单个冲击射流通道的面积,从而确定冲击射流通道的直径。4、渗出孔与冲击射流通道的孔间距以及渗出孔的孔间距均为冲击射流通道孔间距的一半。5、根据六边形的分布规律得出每个冲击射流通道的周围平均的渗出孔个数为2,得出冲击孔与渗出孔的直径比至少为根号二,同时考虑到孔间距以及保证更好的出风,冲击孔与渗出孔的直径比范围1.5~1.67,最后根据冲击射流通道直径在范围内选择合适的渗出孔直径。
尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述,但是所属领域技术人员应当理解,在本申请公开的原理和范围内,可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定,并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。

Claims (9)

1.一种锂电池极片干燥装置,其特征在于:包括依次连接的第一风室、第一排风腔、换热腔、第二排风腔和第二风室,所述第一风室上设置有第一进风口,所述第一排风腔上设置有第一排风口,所述第二排风腔上设置有第二排风口,所述第二风室上设置有第二进风口,所述第一风室与所述换热腔之间设置有第一风道,所述第一风道穿过所述第一排风腔,所述第二风室与所述换热腔之间设置有第二风道,所述第二风道穿过所述第二排风腔,所述第一风道周围设置有第一通孔,所述第一通孔设置于所述第一排风腔与所述换热腔之间的表面上,所述第二风道周围设置有第二通孔,所述第二通孔设置于所述第二排风腔与所述换热腔之间的表面上。
2.如权利要求1所述的锂电池极片干燥装置,其特征在于:若干所述第一风道呈六边形排列,若干所述第二风道呈六边形排列,若干所述第一通孔呈六边形排列,若干所述第二通孔呈六边形排列。
3.如权利要求1或2所述的锂电池极片干燥装置,其特征在于:还包括外壳体,所述外壳体上依次设置有第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板形成所述第一风室、所述第一排风腔、所述换热腔、所述第二排风腔和所述第二风室,所述第一隔板上设置有第一风孔,所述第二隔板上设置有第二风孔,所述第一风孔与所述第二风孔形成所述第一风道,所述第二隔板上设置有所述第一通孔,所述第三隔板上设置有第三风孔,所述第四隔板上设置有第四风孔,所述第三风孔与所述第四风孔形成所述第二风道,所述第三隔板上设置有所述第二通孔。
4.如权利要求3所述的锂电池极片干燥装置,其特征在于:所述第一风道为冲击射流通道,所述第二风道为冲击射流通道,所述第一通孔为渗出孔,所述第二通孔为渗出孔。
5.如权利要求4所述的锂电池极片干燥装置,其特征在于:所述外壳体为长方体,所述第一风室为长方体,所述第二风室为长方体,所述第一进风口与所述第二进风口呈对角线分布,所述第一排风腔为长方体,所述第二排风腔为长方体,所述第一排风口与所述第二排风口呈对角线分布。
6.如权利要求4所述的锂电池极片干燥装置,其特征在于:所述冲击孔的总面积与进口风速的乘积等于进风量;根据干燥区域的长宽,确定冲击射流通道的孔间距。
7.如权利要求4所述的锂电池极片干燥装置,其特征在于:所述渗出孔与冲击射流通道的孔间距为冲击射流通道孔间距的一半,所述渗出孔的孔间距为冲击射流通道孔间距的一半。
8.如权利要求7所述的锂电池极片干燥装置,其特征在于:每个所述冲击射流通道的周围平均设置有2个所述渗出孔,冲击孔与渗出孔的直径比范围为1.5~1.67。
9.如权利要求8所述的锂电池极片干燥装置,其特征在于:所述换热腔中放置所述锂电池极片。
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CN1205426A (zh) * 1997-07-10 1999-01-20 金子农机株式会社 谷物干燥方法及谷物干燥装置
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