CN206490132U - 电池极片加热干燥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池极片加热干燥装置，包括用于传送极片的传送装置和通过电磁感应线圈加热的干燥室，还包括设有真空泵的冷却室，冷却室与干燥室连通。相对于现有技术，本实用新型电池极片加热干燥装置通过电磁感应线圈与冷却室的结合使用，可以在加热的同时抽真空，而且具备自然冷却功能，具有升温快、效率高、能耗低和无污染等优点，可达到提升产能和节省成本的目的。

Description

电池极片加热干燥装置

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种电池极片加热干燥装置。

背景技术

锂电池电芯主要包括阴极片、阳极片、隔膜和电解液，其中，极片烘烤工序主要是除去阴极片、阳极片中的水分和溶剂，以便进行后续注入电解液工序。如果极片中的水分和溶剂不能有效除去，会影响化成效果，最终对电芯的性能及安全产生显著影响。因此，除去极片中的水分和溶剂是锂离子电池制造过程中非常重要的一个环节。

传统除去极片中的水分和溶剂的方式主要是通过热风、红外灯等烘烤阴极片、阳极片，把极片升温到100℃以上，再通过热风循环风补偿和抽负压方法把极片蒸发出来的水分、溶剂带走，从而达到干燥的目的。

热风干燥极片由于受升温速率、真空度、热风循环风速等因素的影响，不能快速除去极片中的水分、溶剂，也不能在真空中同时实现抽负压和加热极片，因此必须要先将极片加热到要求的温度再进行抽真空，抽真空后极片会降温，再通过热风补偿温度，再抽真空，依次循环直到极片达到要求的水含量、失重率以内。

红外灯干燥主要是利用电磁辐射的原理，以直接方式传热而达到加热干燥物体的目的，红外线的波长区间大致为0.75nm至1000nm，加热效果主要取决于被加热物体的吸收程度，但是，红外灯的造价贵使得生产不能大批量使用。

目前，也有通过电磁感应加热干燥极片的方法，但是这种方法不能同时具备抽真空装置和加热功能，会使极片挥发出的溶剂直接挥发到车间，对车间环境造成污染，导致极片生产过程中粉尘不易控制，蒸发出来的气态物质不易快速排走，且电磁感应多是纵向磁场加热极片，磁感线与极片大部分是平行穿过，加热效率低。

有鉴于此，确有必要提供一种效率高、成本低且无污染的电池极片加热干燥装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种效率高、成本低且无污染的电池极片加热干燥装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电池极片加热干燥装置，包括用于传送极片的传送装置和通过电磁感应线圈加热的干燥室，其中，电池极片加热干燥装置还包括设有真空泵的冷却室，冷却室与所述干燥室连通。

作为本实用新型电池极片加热干燥装置的一种改进，所述干燥室包括控制器、感应电源、设有升温感应线圈的升温区和设有保温感应线圈的保温区，升温区两端和保温区末端均设有测温装置，测温装置与控制器连接，控制器根据测温装置所测得的温度调节感应电源对升温感应线圈和保温感应线圈的加热功率。

作为本实用新型电池极片加热干燥装置的一种改进，所述升温感应线圈和保温感应线圈产生的磁感线垂直穿过极片。

作为本实用新型电池极片加热干燥装置的一种改进，所述升温感应线圈和保温感应线圈为矩形线圈或并列矩形线圈。

作为本实用新型电池极片加热干燥装置的一种改进，所述升温感应线圈和保温感应线圈为单面线圈或双面线圈。

作为本实用新型电池极片加热干燥装置的一种改进，所述升温区设有多个沿极片传送方向排布的升温感应线圈，形成多段具有不同加热温度的加热区域。

作为本实用新型电池极片加热干燥装置的一种改进，所述干燥室内设有用于调节升温感应线圈和保温感应线圈与极片表面之间的距离的升降调节机构。

作为本实用新型电池极片加热干燥装置的一种改进，所述测温装置为红外成像仪。

作为本实用新型电池极片加热干燥装置的一种改进，所述电池极片加热干燥装置还包括用于放卷极片并调整极片位置的放卷纠偏机构，放卷纠偏机构包括放卷机构、支承辊和纠偏机构。

作为本实用新型电池极片加热干燥装置的一种改进，所述电池极片加热干燥装置还包括用于调整极片位置并收卷极片的收卷纠偏机构，收卷纠偏机构包括收卷机构、支承辊和纠偏机构。

相对于现有技术，本实用新型电池极片加热干燥装置具有以下有益技术效果：

采用极片开卷干燥能有效增加接触面积，有利于极片中水分、溶剂的挥出；通过电磁感应线圈与冷却室的结合使用，可以在加热的同时抽真空，而且具备自然冷却功能，具有升温快、效率高、能耗低和无污染等优点，可达到提升产能和节省成本的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型电池极片加热干燥装置进行详细说明，其中：

图1为本实用新型电池极片加热干燥装置的结构示意图。

图2为升温感应线圈/保温感应线圈的结构示意图。

图3为图2所示升温感应线圈/保温感应线圈的横向磁场加热示意图。

图4为升温感应线圈/保温感应线圈的另一个结构示意图。

图5为图4所示升温感应线圈/保温感应线圈的横向磁场加热示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。

本实用新型提供了一种电池极片加热干燥装置，包括用于传送极片的传送装置、通过电磁感应线圈加热的干燥室200，以及设有真空泵301的冷却室300，冷却室300与干燥室200连通。

相比于热风干燥和红外灯干燥，通过电磁感应线圈加热对极片500进行干燥具有升温快，效率高和成本低的优点。通过与冷却室300的配合使用，可以同时实现加热极片500和抽真空的功能，不仅可以将极片500挥发出的溶剂及时抽走，避免溶剂挥发到车间造成污染，而且可实现对极片500的自然冷却，干燥时间短，能耗低。

请参照图1所示，本实用新型电池极片加热干燥装置，包括放卷纠偏机构100，传送单元，干燥室200，与干燥室200连通的冷却室300和收卷纠偏机构400。

放卷纠偏机构100包括放卷机构101、纠偏机构102和支撑辊103，成卷的极片500从放卷机构101出来，经过支撑辊103，再经过纠偏机构102，以保证极片500按设定的尺寸、位置和张力进入干燥室200进行加热。在图示实施方式中，极片500采用开卷干燥，以有效增加接触面积，有利于极片500中的水分、溶剂的挥出。

在图示实施方式中，传送单元为水平支撑辊201，水平支承辊201分别设置于干燥室200和冷却室300中，用于传送极片500。

干燥室200包括控制器203、感应电源204、升温区和保温区，升温区内安装有升温感应线圈205，保温区内安装有保温感应线圈206，升温感应线圈205和保温感应线圈206可安装在极片500的上下两侧，对极片500的上下表面进行加热，也可安装在极片500的一侧，只对极片500的一侧表面进行加热。

根据本实用新型的一个实施方式，升温区还可以设置多个升温感应线圈205，依次沿极片500传送方向排布，每个升温感应线圈205通过不同的加热功率，使升温区内具有多段不同加热温度的加热区域。根据本实用新型的一个实施方式，升温感应线圈205和保温感应线圈206都采用铜材质线圈。

升温感应线圈205使极片500表面迅速升温到100℃以上，然后通过水平支承辊201将极片500传送至保温区；保温区的保温感应线圈206可以将极片500表面的温度保持在要求的温度区间内，使极片500中的水分和溶剂挥出，达到干燥极片500的目的。

根据本实用新型的一个优选实施方式，升温区两端和保温区末端都安装有红外成像仪202，用于对进出升温区和保温区的极片500表面温度进行实时监控，红外成像仪202与控制器203连接，控制器203根据红外成像仪202所测得的温度来调节感应电源204对升温感应线圈205和保温感应线圈206的加热功率。

升温区对极片500进行加热升温，由于极片500中的水分和溶剂需要一定的时间才能挥出，因此只具有升温区是不够的，还需要保温区的配合；极片500在保温区内保持在要求的温度区间内，能尽可能的将水分和溶剂挥出，干燥效果好，从而保证后续电芯和电池的质量安全。

干燥室200内还设有升降调节机构207，可根据极片500厚度的不同来调节升温感应线圈205和保温感应线圈206与极片500上下表面之间的距离，使极片500上下表面的磁场均匀。

请参照图2和图4所示，升温感应线圈205和保温感应线圈206可以为矩形线圈或并列矩形线圈，也可以为单面线圈或双面线圈。

请参照图3和图5所示，本实施例中升温感应线圈205和保温感应线圈206形成的磁场为横向磁场，产生的磁感线垂直穿过极片500，可在极片500表面形成涡流发热，加热速度快，效果好。

请继续参照图1所示，冷却室300设有一个真空泵301，通过真空泵301的作用，冷却室300可形成一个负压腔体，可以将极片500升温、保温时挥出的水分和溶剂抽走，从而达到极片500快速干燥的目的，并通过水平支承辊201将极片500向冷却室300出口处传送，由于冷却室300内没有加热装置，因此干燥室200出口至冷却室300出口这段区域为自然冷却区域，冷却室300出口处进来的自然冷却风可以快速冷却极片500，使极片500表面温度降到要求的温度范围内，以便于后续收卷。

收卷纠偏机构400包括收卷机构401、纠偏机构402和支撑辊403，极片500从冷却室300出来后，经过纠偏机构402调整好位置后，经过支撑棍403，由收卷机构401将极片500按要求的尺寸进行收卷。

本实用新型电池极片加热干燥装置的具体使用过程如下：

极片500从放卷机构101出来，经过支撑辊103，再经过纠偏机构102按设定尺寸、位置经过水平支撑辊201开始进入干燥箱200的升温区；红外成像仪202监控此时未加热的极片500表面温度，并反馈给控制器203，控制器203根据红外成像仪202测得的温度向感应电源204发出指令，使感应电源204输出指定功率、频率和电压值，通过升温感应线圈205对极片500进行加热1-2s，升温区末端的红外成像仪202对即将传送出升温区的极片500的表面温度进行检测，判断是否加热到要求的温度100-130℃；

若温度合格，则通过水平支承辊201将极片500传送进入保温区，控制器203向感应电源204发出指令，根据温度要求输出相应的功率、频率、电压等参数，通过保温感应线圈206使极片500表面维持在要求温度范围120-130℃内，并通过保温区末端的红外成像仪202来监控保温区极片500表面的温度；

经保温区后的极片500开始进入冷却室300，此时开启真空泵301抽真空，将极片500在整个干燥过程中产生或挥发的水分和溶剂抽走，以达到干燥极片500的目的；

干燥后的极片500从进入冷却室300到冷却室300出口这段为自然冷却阶段，再通过冷却室300出口进来的自然风快速冷却，使极片500表面温度降到要求的温度范围内，经过纠偏机构402和支撑辊402调整位置，通过收卷机构401收集成卷。

结合以上对本实用新型的详细描述可以看出，相对于现有技术，本实用新型电池极片加热干燥装置至少具有以下有益技术效果：

采用极片500开卷干燥能有效增加接触面积，有利于极片500中的水分、溶剂的挥出；通过电磁感应线圈与冷却室300的结合使用，可以在加热的同时抽真空，而且具备自然冷却功能，具有升温快、效率高、能耗低和无污染等优点，可达到提升产能和节省成本的目的。

根据上述原理，本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种电池极片加热干燥装置，包括用于传送极片的传送装置和通过电磁感应线圈加热的干燥室，其特征在于：所述电池极片加热干燥装置还包括设有真空泵的冷却室，冷却室与所述干燥室连通。

2.根据权利要求1所述的电池极片加热干燥装置，其特征在于：所述干燥室包括控制器、感应电源、设有升温感应线圈的升温区和设有保温感应线圈的保温区，升温区两端和保温区末端均设有测温装置，测温装置与控制器连接，控制器根据测温装置所测得的温度调节感应电源对升温感应线圈和保温感应线圈的加热功率。

3.根据权利要求2所述的电池极片加热干燥装置，其特征在于：所述升温感应线圈和保温感应线圈产生的磁感线垂直穿过极片。

4.根据权利要求2所述的电池极片加热干燥装置，其特征在于：所述升温感应线圈和保温感应线圈为矩形线圈或并列矩形线圈。

5.根据权利要求2所述的电池极片加热干燥装置，其特征在于：所述升温感应线圈和保温感应线圈为单面线圈或双面线圈。

6.根据权利要求2所述的电池极片加热干燥装置，其特征在于：所述升温区设有多个沿极片传送方向排布的升温感应线圈，形成多段具有不同加热温度的加热区域。

7.根据权利要求2所述的电池极片加热干燥装置，其特征在于：所述干燥室内设有用于调节升温感应线圈和保温感应线圈与极片表面之间的距离的升降调节机构。

8.根据权利要求2所述的电池极片加热干燥装置，其特征在于：所述测温装置为红外成像仪。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池极片加热干燥装置，其特征在于：所述电池极片加热干燥装置还包括用于放卷极片并调整极片位置的放卷纠偏机构，放卷纠偏机构包括放卷机构、支承辊和纠偏机构。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的电池极片加热干燥装置，其特征在于：所述电池极片加热干燥装置还包括用于调整极片位置并收卷极片的收卷纠偏机构，收卷纠偏机构包括收卷机构、支承辊和纠偏机构。