CN116391268A - 电极干燥装置 - Google Patents

Abstract

根据本公开内容实施方式的电极干燥装置包括：腔室部分；其中彼此分离地布置有至少一个电极的堆叠部分；与堆叠部分相邻设置的第一加热器单元；和使腔室部分内的热量循环的循环单元。

Description

电极干燥装置

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年3月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0041835号和于2022年1月19日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2022-0007660号的权益，通过引用将上述韩国专利申请的全部公开内容结合在此。

本公开内容涉及一种电极干燥装置，更具体地，涉及一种在电池制造过程中干燥电极的电极干燥装置，其中该电极干燥装置干燥电极内的残留水分。

背景技术

随着技术发展和对移动装置的需求增加，对作为能源的二次电池的需求快速增加。特别是，二次电池不仅对作为诸如电动自行车、电动汽车和混合动力电动汽车之类的电力驱动装置的能源具有很大吸引力，而且对作为诸如移动电话、数码相机、笔记本电脑和可穿戴装置之类的移动装置的能源也具有很大吸引力。

二次电池基于电池壳体的形状可分为具有安装在圆柱形金属罐中的电极组件的圆柱形电池、具有安装在棱柱形金属罐中的电极组件的棱柱形电池、以及具有安装在由铝层压片制成的袋形壳体中的电极组件的袋型电池。

此外，可通过将由正极、负极和隔膜组成的电极组件插入壳体中，然后将壳体密封来形成二次电池。可通过在正极与负极之间插置隔膜并将它们以果冻卷方式卷绕多次或者将它们层压多层来形成电极组件。

另一方面，当制造二次电池的诸如正极或负极之类的电极时，执行干燥该电极的工序。特别是，电极在真空状态下经历干燥工序，但是存在根据电极的形状和位置而在电极中出现水分偏差的问题。因此，需要开发一种能够在干燥工序中使电极内的水分偏差最小化的电极干燥装置。

发明内容

技术问题

本公开内容的目的是提供一种在电池制造过程中干燥电极的电极干燥装置，其中该电极干燥装置干燥电极内的残留水分。

本公开内容的目的不限于前述目的，本领域技术人员从以下详细描述和附图应当清楚地理解未在本文中描述的其他目的。

技术方案

根据本公开内容一实施方式，提供了一种电极干燥装置，包括：腔室部分；其中彼此分离地布置有至少一个电极的堆叠部分；与所述堆叠部分相邻设置的第一加热器单元；和使所述腔室部分内的热量循环的循环单元。

所述堆叠部分包括：彼此面对的一对板；和位于所述板的角部并且沿与所述板的一个表面垂直的方向延伸的支撑部，其中所述一对板可通过所述支撑部彼此连接。

所述堆叠部分包括分别布置有彼此不同的电极的第一堆叠部分和第二堆叠部分，并且所述第一堆叠部分和所述第二堆叠部分可沿垂直方向或水平方向布置。

所述第一堆叠部分和所述第二堆叠部分沿垂直方向布置，并且在所述第一堆叠部分中包括的所述一对板之中，与所述第二堆叠部分相邻的板可包括在所述第二堆叠部分中。

所述第一堆叠部分和所述第二堆叠部分沿水平方向布置，并且在所述第一堆叠部分中包括的所述支撑部之中，位于与所述第二堆叠部分相邻的端部的每个角部处的支撑部可包括在所述第二堆叠部分中。

在每个所述板中可形成有至少一个孔。

电极可位于形成在所述板中的所述孔上。

所述板中的所述孔可形成在与电极接触的部分中。

所述板可由导热材料制成。

所述板可以是导热片。

所述板可进一步包括至少一个加热通道。

所述加热通道可形成为从所述板的一个侧面向另一个侧面延伸。

所述加热通道可与所述第一加热器单元连接。

所述第一加热器单元可与所述堆叠部分的侧面相邻设置，并且所述循环单元可位于所述堆叠部分上方。

所述电极干燥装置进一步包括位于所述堆叠部分的下部的第二加热器单元，所述加热器单元可容纳在所述腔室部分中。

有益效果

根据实施方式，本公开内容的电极干燥装置包括其中彼此分离地布置有至少一个电极的堆叠部分，从而能够提高每个电极的干燥性能。

本公开内容的效果不限于上述效果，本领域技术人员将从所附权利要求的描述清楚地理解上面未描述的额外的其他效果。

附图说明

图1是根据本公开内容一实施方式的电极干燥装置的剖面图；

图2是示出布置在图1的电极干燥装置中的电极的示图；

图3是示出图1的电极干燥装置中包括的堆叠部分的示图；

图4是示出根据本公开内容另一实施方式的堆叠部分的示图；

图5是根据比较例的电极干燥装置的剖面图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述本公开内容的各实施方式，以使得本领域技术人员能够容易实施它们。本公开内容可以以下面描述的形式以外的其他各种不同的方式修改，本公开内容的范围不受此阐述的实施方式限制。

为了清楚地描述本公开内容，将省略与描述无关的部分，并且在整个说明书中相同的参考标号表示相同的元件。

此外，在附图中，为了便于描述，任意地表示了每个元件的尺寸和厚度，本公开内容不必限于在附图中示出的那些尺寸和厚度。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、区域等的厚度。在附图中，为了便于描述，一些层和区域的厚度被夸大。

此外，在整个申请中，当一部分被称为“包括”或“包含”某个部件时，其是指该部分可进一步包括其他部件，而不排除其他组件，除非另有说明。

此外，在整个申请中，当被称为“平面”时，是指当从上侧观看目标部分时，并且当被称为“剖面”时，是指当从垂直切割的剖面的一侧观看目标部分时。

图1是根据本公开内容一实施方式的电极干燥装置的剖面图。图2是示出布置在图1的电极干燥装置中的电极的示图。

参照图1，根据本公开内容一实施方式的电极干燥装置1000包括：腔室部分150；其中彼此分离地布置有至少一个电极110的堆叠部分100；与堆叠部分100相邻设置的第一加热器单元160；和使腔室部分150内的热量循环的循环单元180，堆叠部分100、第一加热器单元160和循环单元180容纳在腔室部分150中。

在此，腔室部分150可以是保持在真空状态的空间。本文提到的真空状态可指比大气压低的环境的状态。因此，在根据本实施方式的电极干燥装置1000中，在腔室部分150中执行电极110的干燥工序，使得与大气压环境中相比，干燥性能优异，另外，还可去除电极110内的气泡。

在一个示例中，参照图1和图2，通过基于切割线A-A从电极片115切割出或开槽出电极110。在此，电极110可对应于正极或负极。就是说，电极片115也可对应于正极片或负极片。然而，制造电极110的方法不限于此，可包括以单独电极的形式制造，而不是以电极片115的形式制造。

此外，可使用单独的机器人或夹具(Gripper)将电极110单独地布置在堆叠部分100上。然而，用于将电极110堆叠在堆叠部分100上的装置不限于此，本实施方式中包括能够在不对电极110造成损坏的情况下容易将电极布置在堆叠部分100上的任何装置。

此外，第一加热器单元160可与堆叠部分100相邻设置。在一个示例中，第一加热器单元160可与堆叠部分100的侧面相邻设置。更具体地，如图1中所示，第一加热器单元160可以以围绕堆叠部分100的侧面的形式设置。然而，第一加热器单元160的位置不限于此，本实施方式中可包括能够从布置在堆叠部分100上的电极110去除水分的任何位置。

此外，第一加热器单元160可具有弯曲形状，如图1中所示。更具体地，第一加热器单元160沿着堆叠部分100的侧面延伸，但是以弯曲形状延伸。然而，第一加热器单元160的形状不限于此，本实施方式中可包括能够从布置在堆叠部分100上的电极110去除水分的任何形状。

此外，根据本实施方式的电极干燥装置1000可进一步包括第二加热器单元170。在此，第二加热器单元170可与其他部件一起容纳在腔室部分150中。更具体地，如图1中所示，第二加热器单元170可位于堆叠部分100的下部。

在此，本文提到的第一加热器单元160和第二加热器单元170可以是通常用于干燥电极110的加热器。在一个示例中，第一加热器单元160和第二加热器单元170的每一个可以是远红外(FIR)加热器、中红外(MIR)加热器、或近红外(NIR)加热器。然而，本公开内容不限于此，本实施方式中可包括能够从布置在堆叠部分100上的电极110去除水分的任何装置。

因此，根据上述构造，根据本实施方式的电极干燥装置1000包括围绕堆叠部分100的第一加热器单元160和/或第二加热器单元170，使得可有效去除布置在堆叠部分100中的电极110内的水分。

此外，循环单元180可使腔室部分150内的热量循环。更具体地，如图1中所示，循环单元180可位于堆叠部分100上方。特别是，可通过第一加热器单元160和/或第二加热器单元170产生腔室部分150内的热量，并且可通过循环单元180产生其中腔室部分150内的热量在腔室部分150内转移的对流。

在一个示例中，循环单元180可以是循环风扇(FAN)。然而，能够用作循环单元180的装置不限于此，本实施方式中可包括能够使腔室部分150内的热量循环的任何装置。

因此，根据上述构造，本实施方式的电极干燥装置1000的特征在于，腔室部分150内的热量通过循环单元180移动，并且不管布置在堆叠部分100上的电极110的位置如何，都能够相对均匀地去除电极110中的水分。

图3是示出图1的电极干燥装置中包括的堆叠部分的示图。

参照图1和图3，堆叠部分100可包括：其上布置电极110的板130；和位于板130的角部并且沿与板130的一个表面垂直的方向延伸的支撑部120。堆叠部分100可包括彼此面对的一对板130，并且该对板130可通过支撑部120彼此连接。在堆叠部分100中包括的一对板130之中，位于相对上侧的板130可被称为上板，位于相对下侧的板130可被称为下板。在这种情况下，电极110可布置在下板上。

更具体地，如图1和图3中所示，板130可具有能够布置一个电极110的尺寸。在一个示例中，板130可具有等于或大于电极110的尺寸。然而，板130的尺寸不限于此，可具有能够布置至少两个电极110的尺寸。在这种情况下，可在板130上彼此分离地布置至少两个电极110。

在此，板130可由诸如钢(Steel)之类的材料制成。然而，本公开内容不限于此，本实施方式的板130中可包括具有优异耐久性的任何材料。

此外，堆叠部分100可包括分别布置有彼此不同的电极110的第一堆叠部分和第二堆叠部分。第一堆叠部分和第二堆叠部分可沿垂直方向或水平方向布置。在此，堆叠部分100中包括的第一堆叠部分和第二堆叠部分的数量可根据需要调整。

堆叠部分100可包括其中布置有第一电极111的第一堆叠部分以及其中布置有第二电极113A和113B的第二堆叠部分。在此，第一电极111可以是布置在堆叠部分100上的任意电极110，第二电极113A和113B可以是与第一电极111不同的电极110。第一电极111以及第二电极113A和113B可沿垂直方向或水平方向布置。在此，两个构件沿垂直方向布置可指一个构件布置在另一个构件的上侧或下侧。此外，两个构件沿水平方向布置可指一个构件布置在另一个构件的前侧、后侧、左侧或右侧。

更具体地，在堆叠部分100中，当第一堆叠部分和第二堆叠部分沿垂直方向布置时，第二堆叠部分中包括的一对板130之中的与第一堆叠部分相邻的板130可以是第一堆叠部分中包括的一对板130之中的与第二堆叠部分相邻的板130。换句话说，如图1和图3中所示，当第一堆叠部分和第二堆叠部分沿垂直方向布置时，第一堆叠部分和第二堆叠部分可共同包括一个板130。第一堆叠部分和第二堆叠部分可共用一个板130。在第一堆叠部分中包括的一对板130之中，与第二堆叠部分相邻的板130可包括在第二堆叠部分中。

换句话说，如图3中所示，堆叠部分100可包括其中布置有第一电极111的第一堆叠部分和其中布置有第二电极113A的第二堆叠部分。第一电极111和第二电极113A可沿垂直方向布置。第一电极111和第二电极113A可彼此面对地布置。第一电极111的一个表面和第二电极113A的一个表面可彼此面对地布置。第一电极111可布置在第一堆叠部分的下板上，第二电极113A可布置在第二堆叠部分的下板上。第一堆叠部分可位于第二堆叠部分的上侧，其中第一堆叠部分的下板可以是第二堆叠部分的上板。在此，与所示出的不同，第一堆叠部分可位于第二堆叠部分的下侧，其中第一堆叠部分的上板可以是第二堆叠部分的下板。

更具体地，在堆叠部分100中，当第一堆叠部分和第二堆叠部分沿水平方向布置时，第一堆叠部分中包括的一对板130的一个端部和第二堆叠部分中包括的一对板130的一个端部可彼此接触。在一个示例中，第一堆叠部分中包括的一对板130的一个端部和第二堆叠部分中包括的一对板130的一个端部可通过诸如焊接接合之类的固定方法彼此固定。在另一个示例中，第一堆叠部分中包括的一对板130的一个端部和第二堆叠部分中包括的一对板130的一个端部可彼此一体地制造。

另外，支撑部120的两端可与一对板130的角部在彼此垂直的方向上接触。在一个示例中，支撑部120的两端可通过焊接接合等固定到一对板130的角部。在另一个示例中，在一对板130的角部中形成单独的孔(未示出)，并且支撑部120的两端可通过装配在孔中固定。然而，支撑部120的两端与板130之间的固定方法不限于此，可应用其他通常采用的固定方法。

此外，在堆叠部分100中，当第一堆叠部分和第二堆叠部分沿水平方向布置时，第一堆叠部分中包括的支撑部120之中的与第二堆叠部分相邻的支撑部120可以是第二堆叠部分中包括的支撑部120之中的与第一堆叠部分相邻的支撑部120。换句话说，如图1和图3中所示，当第一堆叠部分和第二堆叠部分沿水平方向布置时，第一堆叠部分和第二堆叠部分可包括位于彼此接触的端部的每个角部处的支撑部120。第一堆叠部分和第二堆叠部分可共用位于彼此相邻的端部的每个角部处的支撑部120。在第一堆叠部分中包括的支撑部120之中，位于与第二堆叠部分相邻的端部的每个角部处的支撑部120可包括在第二堆叠部分中。

换句话说，如图3中所示，堆叠部分100可包括其中布置有第一电极111的第一堆叠部分和其中布置有第二电极113B的第二堆叠部分。第一电极111和第二电极113B可沿水平方向布置。第一电极111和第二电极113B可并排布置。第一电极111和第二电极113B可布置在同一平面上。第一电极111可布置在第一堆叠部分的下板上，第二电极113A可布置在第二堆叠部分的下板上。第一堆叠部分的下板和第二堆叠部分的下板可并排布置。第一堆叠部分的下板和第二堆叠部分的下板可布置在同一平面上。第一堆叠部分可位于第二堆叠部分的一侧，第一堆叠部分的一个端部和第二堆叠部分的一个端部可彼此相邻设置。此时，第一堆叠部分的支撑部120中的位于与第二堆叠部分相邻的端部的每个角部处的支撑部120可以是第二堆叠部分的支撑部120中的位于与第一堆叠部分相邻的端部的每个角部处的支撑部120。

因此，根据上述构造，本实施方式的电极干燥装置1000的特征在于，一对板130可通过支撑部120彼此分离，并且布置在每个板130上的电极110也可彼此分开支撑部120的长度。就是说，设置在板130上的电极110的上表面可暴露在腔室部分150中，使得可提高利用腔室部分150内的热量干燥电极110的性能。

接下来，将描述根据本公开内容另一实施方式的堆叠部分200。然而，在下文中，将主要描述与上述实施方式的堆叠部分100不同的部分，并将省略与上述实施方式的堆叠部分100相似描述的部分。

图4是示出根据本公开内容另一实施方式的堆叠部分的示图。

参照图4，堆叠部分200可在每个板230中形成有至少一个孔230h。更具体地，至少一个孔230h可在板230中形成为具有预定间隔或预定图案。

此外，可考虑到布置电极110的位置来形成板230中的孔230h。在一个示例中，板230中的孔230h可形成在与电极110接触的部分中。换句话说，如图4中所示，电极110可位于形成在板230中的孔230h上。

因此，在根据本实施方式的电极干燥装置1000中，电极110的外表面之中的与板230接触的表面可与孔230h接触，使得腔室部分150内的热量可容易传递到电极110的外表面之中的与板230接触的表面。就是说，甚至在电极110的外表面之中的与板230接触的表面上，也可进一步提高利用腔室部分150内的热量干燥电极110的性能。

此外，根据本公开内容另一实施方式，板230可以是由导热材料制成的导热板231。例如，导热板231可以是由导热材料制成的片。在这种情况下，导热板231可以是由硅(Si)材料制成的片。然而，本公开内容不限于此，本实施方式的导热板231中可包括具有优异导热率和耐久性的任何材料。在另一个示例中，导热板231可以以导热材料涂布在板230上。

因此，在根据本实施方式的电极干燥装置1000中，甚至可通过导热板231中包括的导热材料引起的热传导来干燥电极110的外表面之中的与板230接触的表面。就是说，针对电极110的外表面之中的与导热板231接触的表面来说，可进一步提高电极110的干燥性能。

此外，可通过根据堆叠部分200的位置替换板230来包括导热板231。换句话说，根据堆叠部分200的位置，可存在腔室部分150内的热量相对较低传递的位置，可利用导热板231来替换堆叠部分200的在该位置处的板230。

因此，在根据本实施方式的电极干燥装置1000中，可减小干燥性能基于堆叠部分200的位置的变化。

根据本公开内容又一实施方式，板230可进一步包括至少一个加热通道240。更具体地，加热通道240可形成为从板230的一个侧面向另一个侧面延伸。加热通道240可连接至其他部件。在一个示例中，加热通道240可连接至第一加热器单元160。在另一个示例中，加热通道240可连接至与第一加热器单元160和/或第二加热器单元170单独的加热器单元。

因此，在根据本实施方式的电极干燥装置1000中，甚至可通过板230中包括的加热通道240引起的热传导来干燥电极110的外表面之中的与板230接触的表面。就是说，针对电极110的外表面之中的与板230接触的表面来说，可进一步提高电极110的干燥性能。

图5是根据比较例的电极干燥装置的剖面图。

参照图5，图5(a)示出了根据比较例1的其中电极片11处于电极卷状态的电极干燥装置10。图5(b)示出了根据比较例2的杂志(Magazine)型，即，堆叠有多个电极的电极堆叠体23的情况下的电极干燥装置20。

参照图5(a)，在根据比较例1的电极干燥装置10中，电极片11在电极卷状态下干燥，这导致在位于外壳的电极片11的部分与位于中央部分的电极片11的部分之间发生水分偏差的问题。

参照图5(b)，在根据比较例2的电极干燥装置20中，对堆叠有多个电极的电极堆叠体23执行干燥，这导致根据电极堆叠体23中包括的电极的位置(上部、中部或下部)而发生水分偏差的问题。

相比之下，参照图1至图4，在根据本实施方式的电极干燥装置1000中，每个电极110单独布置在堆叠部分100上，使得可使电极110之间的水分偏差最小化，因而还可进一步提高电极110的干燥性能。

尽管已经在上面详细描述了本公开内容的优选实施方式，但是本公开内容的范围不限于此，本领域技术人员使用在所附权利要求中限定的本公开内容的基本构思进行的各种修改和改进也属于本公开内容的范围。

[参考标号说明]

100、200：堆叠部分

110：电极

150：腔室部分

160：第一加热器单元

170：第二加热器单元

180：循环单元

1000：电极干燥装置。

Claims (15)

1.一种电极干燥装置，包括：

腔室部分；

其中彼此分离地布置有至少一个电极的堆叠部分；

与所述堆叠部分相邻设置的第一加热器单元；和

使所述腔室部分内的热量循环的循环单元。

2.根据权利要求1所述的电极干燥装置，其中：

所述堆叠部分包括：彼此面对的一对板；和位于所述板的角部并且沿与所述板的一个表面垂直的方向延伸的支撑部，

其中所述一对板通过所述支撑部彼此连接。

3.根据权利要求2所述的电极干燥装置，其中：

所述堆叠部分包括分别布置有彼此不同的电极的第一堆叠部分和第二堆叠部分，并且

所述第一堆叠部分和所述第二堆叠部分沿垂直方向或水平方向布置。

4.根据权利要求3所述的电极干燥装置，其中：

所述第一堆叠部分和所述第二堆叠部分沿垂直方向布置，并且

在所述第一堆叠部分中包括的所述一对板之中，与所述第二堆叠部分相邻的板包括在所述第二堆叠部分中。

5.根据权利要求3所述的电极干燥装置，其中：

所述第一堆叠部分和所述第二堆叠部分沿水平方向布置，并且

在所述第一堆叠部分中包括的所述支撑部之中，位于与所述第二堆叠部分相邻的端部的每个角部处的支撑部包括在所述第二堆叠部分中。

6.根据权利要求1所述的电极干燥装置，其中：

在每个所述板中形成有至少一个孔。

7.根据权利要求6所述的电极干燥装置，其中：

电极位于形成在所述板中的所述孔上。

8.根据权利要求6所述的电极干燥装置，其中：

所述板中的所述孔形成在与电极接触的部分中。

9.根据权利要求1所述的电极干燥装置，其中：

所述板由导热材料制成。

10.根据权利要求9所述的电极干燥装置，其中：

所述板是导热片。

11.根据权利要求1所述的电极干燥装置，其中：

所述板进一步包括至少一个加热通道。

12.根据权利要求11所述的电极干燥装置，其中：

所述加热通道形成为从所述板的一个侧面向另一个侧面延伸。

13.根据权利要求12所述的电极干燥装置，其中：

所述加热通道与所述第一加热器单元连接。

14.根据权利要求1所述的电极干燥装置，其中：

所述第一加热器单元与所述堆叠部分的侧面相邻设置，并且

所述循环单元位于所述堆叠部分上方。

15.根据权利要求14所述的电极干燥装置，进一步包括位于所述堆叠部分的下部的第二加热器单元。

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