CN206619646U - 一种极片烘干成型机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电池生产设备技术领域，尤其涉及一种极片烘干成型机，包括放卷机构、收卷机构、烘干机构和冷压机构，冷压机构和烘干机构依次设置在放卷机构和收卷机构之间，烘干机构包括依次设在极片走带方向上的水雾喷洒装置和热风烘干装置，极片在热风烘干装置的烘烤时间为0.5～5s。本实用新型将冷压后的极片先通过水雾喷洒装置进行润湿，水雾进入极片内部，使极片上颗粒的方向重新调整，并有效释放极片的应力，然后使软化的极片通过热风烘干装置进行烘干，这样可使极片得到快速、充分的反弹，并且反弹一致性良好；而且即便在不同的高冷压速度下，反弹时间仅需0.5～5s，克服了现有技术无法在高冷压速度下实现快速反弹的难题。
Description
技术领域
本实用新型属于电池生产设备技术领域，尤其涉及一种极片烘干成型机。
背景技术
随着锂离子电池的应用领域及使用量的不断扩大，对于锂离子电池体系及生产过程提出了越来越高的要求。锂离子电池极片的制备过程，通常包括制浆、涂膜、干燥、辊压、切割等工序，虽然不同厂商或不同电池的制造工序可能会有所变化，但极片辊压都是必不可少的工序。极片在经过辊压后可达到一定的压实密度，这对锂离子电池能量密度的提升非常重要。相关技术中的极片辊压通常是采用对辊冷压技术，该技术是在常温状态下利用冷压机对极片进行辊压，以使极片达到所设计的厚度。然而在极片辊压后，极片的应力较大，因而极片会缓慢释放应力而发生厚度反弹，而厚度反弹的不一致性，会使得后续极耳的位置设置十分困难，如果设置极耳位置前极片没有充分反弹，而采用没有反弹完全的极片厚度来设定极耳的位置，极片厚度反弹在时间上的不一致性会导致极片卷绕后极耳的错位明显，无法满足组装要求；如果让极片长时间静置反弹，之后再进行极耳的设置，又无法满足实际生产对效率的要求，现实意义很差。
现有的改善极片反弹的一致性措施中，一种是让冷压后的极片进行自然反弹，即，从放卷到冷压再到收卷中间不加装任何烘烤装置，让极片在过辊走带的时间内完成从冷压到收卷之间的自然反弹。然而，目前该种反弹方式的实际应用效果较差，实际要求从冷压到收卷极片理想的反弹量在6％左右，但是实际生产中这种自然反弹的反弹量大约在2％～4％之间，且仅适用于低冷压速度时的情况(≤20m/min)。因为从冷压到收卷之间极片的走带长度是一定的，在走带速度确定的前提下，那么极片在这段距离内反弹的时间是一定的，而反弹时间的长短又决定着它的反弹量；若以20m/min的冷压速度，极片反弹量勉强可以达到2％～4％，但是随着现有生产产能及设备利用率的提升，其冷压速度一般要求大于20m/min，那么在冷压到收卷之间的距离不变的情况下，其自然反弹的时间将缩短一半，其反弹效果也会大大减弱。因此，如若在提速后想要达到同样的反弹效果，那么势必要增加从冷压到收卷之间的距离，以延长其自然反弹的时间来保证反弹量；因此该种反弹方式过程漫长，效率低下，反弹效果不明显，更无法适应高冷压速度下的反弹要求。
另一种方式是将冷压后的极片进行高温烘烤，这也是目前主要采用的释放反弹的方式，其使极片在烘箱内走过一定的距离和时间，在这段时间内使极片充分反弹。目前该种反弹方式在烘箱内走带距离为7米左右，那么在冷压速度一定的条件下，极片在烘箱内停留的时间是一定的，极片经过烘烤反弹的效果与时间有关系。若冷压速度为20m/min，那么冷压后极片在烘箱内烘烤停留的时间约为21s；若冷压速度为50m/min，那么冷压后极片在烘箱内烘烤停留的时间约为8.4s。也就是说，在冷压速度不同的情况下其在烘箱内烘烤的时间完全不同，那么在相同的温度和风频下，极片反弹的效果和其烘烤的时间有一定关系，当速度增加时，烘烤的时间非常短，使得极片反弹效果下降或者达不到要求。此外，目前该种反弹方式的设备结构复杂，设备占用空间大，设备总体投入成本高，操作难度大，同时目前该种设备在实际应用中，极片易在烘箱走带段发生褶皱现象。
有鉴于此，确有必要对现有的改善极片反弹一致性的方式作进一步的改进，使冷压后的极片能够实现充分、一致的反弹，并能够满足不同冷压速度的快速反弹要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种极片烘干成型机，有效解决现有冷压后的极片反弹不充分、反弹速度慢、反弹一致性差问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种极片烘干成型机，包括放卷机构、收卷机构、烘干机构和冷压机构，所述冷压机构和所述烘干机构依次设置在放卷机构和收卷机构之间，所述烘干机构包括热风烘干装置和水雾喷洒装置，所述水雾喷洒装置和所述热风烘干装置依次设置在极片走带方向上，所述极片在所述热风烘干装置的烘烤时间为0.5～5s，优选为0.5～2.5s。
其中，本实用新型通过将热风烘干装置和水雾喷洒装置一体化，将冷压后的极片先通过水雾喷洒装置进行润湿，水雾进入极片内部，使极片上颗粒的方向重新调整，并有效释放极片的应力，然后再将经软化的极片通过热风烘干装置进行烘干，这样可使极片得到快速、充分的反弹，并且反弹一致性良好；即便在不同的高冷压速度(≥20m/min)下，满足工艺需求的反弹时间仅需0.5～5s。
作为本实用新型极片烘干成型机的一种改进，所述水雾喷洒装置喷洒出的水雾颗粒的粒径为0.1～10μm，优选为1～5μm；如果极片上喷洒的水雾颗粒太大，且水雾喷洒不均匀情况下，那么在经过烘干装置烘烤后，极片表面会留下水雾颗粒印痕，从而影响极片外观和反弹的均一性；而且该粒径范围内可以更加有效地使水雾颗粒进入极片的内部，从而可以达到更好地释放极片应力的效果。
作为本实用新型极片烘干成型机的一种改进，所述水雾喷洒装置包括超声波水雾发生器和第一定位辊，所述热风烘干装置包括烘干风嘴和第二定位辊，所述超声波水雾发生器和所述烘干风嘴依次设置在第一定位辊和第二定位辊之间。
其中，超声波水雾发生器和烘干风嘴均可在市场上进行采购。需要说明的是，在进行水雾喷洒时，可以根据实际工艺需求选择冷喷还是热喷的方式，若采用冷喷方式不需要对水进行加热，可以直接采用超声波水雾发生器喷洒；若采用热喷方式，需要先把水加热使其产生水蒸气，然后通过超声波水雾发生器把水蒸气喷洒到极片表面，再通过烘干风嘴进行烘干。
作为本实用新型极片烘干成型机的一种改进，所述极片在热风烘干装置的走带方式为直线式走带，采用直线式走带，能够使极片受热均匀，同时防止极片产生褶皱，提高极片反弹的一致性。
作为本实用新型极片烘干成型机的一种改进，所述超声波水雾发生器和所述烘干风嘴均设置在极片的一侧或两侧。其中，可以将超声波水雾发生器和烘干风嘴均同时设置在极片的上下两侧；这样在水雾喷洒阶段，采用极片上下同时喷洒水雾的方式，提高喷洒效率；在烘干阶段，极片在热风烘干装置内采用悬浮形式，并通过设在上下两侧的烘干风嘴进行烘干，同时根据实际的反弹量调节烘干温度和烘干风嘴频率，使极片反弹效果满足工艺需求。
作为本实用新型极片烘干成型机的一种改进，所述烘干风嘴设置有温度传感器；通过温度传感器自动调节和控制烘干温度，使反弹量满足工艺需求。
作为本实用新型极片烘干成型机的一种改进，所述超声波水雾发生器设置有温湿度传感器；通过温湿度传感器自动调节和控制水雾喷出的温度和湿度，以满足工艺需求。
作为本实用新型极片烘干成型机的一种改进，所述放卷机构包括放卷辊和若干放卷导向辊，所述收卷机构包括收卷辊和若干收卷导向辊。
作为本实用新型极片烘干成型机的一种改进，所述冷压机构包括至少一对冷压辊和设置在冷压辊两侧的固定辊。优选的，冷压辊为10～15℃的冷压辊。
作为本实用新型极片烘干成型机的一种改进，所述冷压机构的冷压速度为25～85m/min，优选为45～85m/min；本实用新型能够满足不同冷压速度的快速反弹要求，尤其能够满足高冷压速度下的快速反弹要求。
作为本实用新型极片烘干成型机的一种改进，所述烘干机构的烘干温度为100～160℃，优选为120～150℃；具体的烘干温度根据实际对反弹量的需求进行调设。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型一种极片烘干成型机，包括放卷机构、收卷机构、烘干机构和冷压机构，所述冷压机构和所述烘干机构依次设置在放卷机构和收卷机构之间，所述烘干机构包括热风烘干装置和水雾喷洒装置，所述水雾喷洒装置和所述热风烘干装置依次设置在极片走带方向上，所述极片在所述热风烘干装置的烘烤时间为0.5～5s。相比于现有技术，本实用新型通过将热风烘干装置和水雾喷洒装置一体化，将冷压后的极片先通过水雾喷洒装置进行润湿，水雾进入极片内部，使极片上颗粒的方向重新调整，并有效释放极片的应力，然后再将经软化的极片通过热风烘干装置进行烘干，这样可使极片得到快速、充分的反弹，并且反弹一致性良好；而且即便在不同的高冷压速度下，反弹时间仅需0.5～5s，克服了现有极片烘干成型设备无法在高冷压速度下实现快速反弹的难题；此外，本实用新型结构简单，操作简便，在无需增加现有设备体积的情况下，有效提高了生产效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1-放卷机构；11-放卷辊；12-放卷导向辊；2-冷压机构；21-冷压辊；22-固定辊；3-烘干机构；31-水雾喷洒装置；311-超声波水雾发生器；312-第一定位辊；32-热风烘干装置；321-烘干风嘴；322-第二定位辊；4-收卷机构；41-收卷辊；42-收卷导向辊。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1所示，一种极片烘干成型机，包括放卷机构1、收卷机构4、烘干机构3和冷压机构2，冷压机构2和烘干机构3依次设置在放卷机构1和收卷机构4之间，烘干机构3包括热风烘干装置32和水雾喷洒装置31，水雾喷洒装置31和热风烘干装置32依次设置在极片走带方向上，极片在热风烘干装置32的烘烤时间为0.5～5s。
其中，放卷机构1包括放卷辊11和若干放卷导向辊12，收卷机构4包括收卷辊41和若干收卷导向辊42；冷压机构2包括至少一对冷压辊21和设置在冷压辊21两侧的固定辊22；优选的，冷压辊21采用10～15℃的冷压辊21。
水雾喷洒装置31包括超声波水雾发生器311和第一定位辊312，热风烘干装置32包括烘干风嘴321和第二定位辊322，超声波水雾发生器311和烘干风嘴321依次设置在第一定位辊312和第二定位辊322之间。其中，超声波水雾发生器311和烘干风嘴321均可在市场上进行采购。需要说明的是，在进行水雾喷洒时，可以根据实际工艺需求选择冷喷还是热喷的方式，若采用冷喷方式不需要对水进行加热，可以直接采用超声波水雾发生器311喷洒；若采用热喷方式，需要先把水加热使其产生水蒸气，然后通过超声波水雾发生器311把水蒸气喷洒到极片表面，再通过烘干风嘴321进行烘干。
超声波水雾发生器311和烘干风嘴321均设置在极片的一侧或两侧；即在实施本实用新型过程中，可以将超声波水雾发生器311和烘干风嘴321均同时设置在极片的上下两侧，这样在水雾喷洒阶段，采用极片上下同时喷洒水雾的方式，提高喷洒效率；在烘干阶段，极片在热风烘干装置32内采用悬浮形式，并通过设在上下两侧的烘干风嘴321进行烘干，同时根据实际的反弹量调节烘干温度和烘干风嘴321频率，使极片反弹效果满足工艺需求。
本实用新型使冷压后的极片实现快速、充分反弹的工作原理是：本实用新型通过将热风烘干装置32和水雾喷洒装置31一体化，将冷压后的极片先通过水雾喷洒装置31进行润湿，水雾进入极片内部，使极片上颗粒的方向重新调整，并有效释放极片的应力，然后再将经软化的极片通过热风烘干装置32进行烘干，这样可使极片得到快速、充分的反弹，并且反弹一致性良好；即便在不同的高冷压速度(≥20m/min)下，反弹时间仅需0.5～5s，克服了现有极片烘干成型设备无法在高冷压速度下实现快速反弹的难题。
在根据本实用新型极片烘干成型机的一实施例中，水雾喷洒装置31喷洒出的水雾颗粒的粒径为0.1～10μm，优选为1～5μm；如果极片上喷洒的水雾颗粒太大，且水雾喷洒不均匀情况下，那么在经过烘干装置烘烤后，极片表面会留下水雾颗粒印痕，从而影响极片外观和反弹的均一性；而且该粒径范围内可以更加有效地使水雾颗粒进入极片的内部，从而可以达到更好地释放极片应力的效果。
在根据本实用新型极片烘干成型机的一实施例中，极片在热风烘干装置32的走带方式为直线式走带，采用直线式走带，能够使极片受热均匀，同时防止极片产生褶皱，提高极片反弹的一致性。
在根据本实用新型极片烘干成型机的一实施例中，烘干风嘴321设置有温度传感器，超声波水雾发生器311设置有温湿度传感器；通过温湿度传感器自动调节和控制水雾喷出的温度和湿度，通过温度传感器自动调节和控制烘干温度，从而使反弹量满足工艺需求。
在根据本实用新型极片烘干成型机的一实施例中，冷压机构2的冷压速度为25～85m/min，优选为45～85m/min；本实用新型能够满足不同冷压速度的快速反弹要求，尤其能够满足高冷压速度下的快速反弹要求。
在根据本实用新型极片烘干成型机的一实施例中，烘干机构3的烘干温度为100～160℃，优选为120～150℃；具体的烘干温度根据实际对反弹量的需求进行调设。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。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)
1.一种极片烘干成型机，包括放卷机构、收卷机构、烘干机构和冷压机构，所述冷压机构和所述烘干机构依次设置在放卷机构和收卷机构之间，其特征在于：所述烘干机构包括热风烘干装置和水雾喷洒装置，所述水雾喷洒装置和所述热风烘干装置依次设置在极片走带方向上，所述极片在所述热风烘干装置的烘烤时间为0.5～5s。
2.根据权利要求1所述的极片烘干成型机，其特征在于：所述水雾喷洒装置喷洒出的水雾颗粒的粒径为0.1～10μm。
3.根据权利要求1所述的极片烘干成型机，其特征在于：所述水雾喷洒装置包括超声波水雾发生器和第一定位辊，所述热风烘干装置包括烘干风嘴和第二定位辊，所述超声波水雾发生器和所述烘干风嘴依次设置在第一定位辊和第二定位辊之间。
4.根据权利要求3所述的极片烘干成型机，其特征在于：所述超声波水雾发生器和所述烘干风嘴均设置在极片的一侧或两侧。
5.根据权利要求3所述的极片烘干成型机，其特征在于：所述烘干风嘴设置有温度传感器。
6.根据权利要求3所述的极片烘干成型机，其特征在于：所述超声波水雾发生器设置有温湿度传感器。
7.根据权利要求1所述的极片烘干成型机，其特征在于：所述放卷机构包括放卷辊和若干放卷导向辊，所述收卷机构包括收卷辊和若干收卷导向辊。
8.根据权利要求1所述的极片烘干成型机，其特征在于：所述冷压机构包括至少一对冷压辊和设置在冷压辊两侧的固定辊。
9.根据权利要求1所述的极片烘干成型机，其特征在于：所述冷压机构的冷压速度为25～85m/min。
10.根据权利要求1所述的极片烘干成型机，其特征在于：所述烘干机构的烘干温度为100～160℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Effective date of registration: 20180605 Address after: 211100 69, Feitian Road, Jiangning Airport Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu Co-patentee after: DONGGUAN TAFEL NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee after: JIANGSU TAFEL NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Co-patentee after: SHENZHEN TAFEL NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 523000 Dalang Town, Dongguan, Guangdong province Xiangshan Pine Hill Village Xiangshan Industrial Park Jiayuan Road No. 9 Co-patentee before: SHENZHEN TAFEL NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee before: DONGGUAN TAFEL NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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Effective date of registration: 20220119 Address after: 215500 room 808, No. 1, Southeast Avenue, Changshu high tech Industrial Development Zone, Changshu, Suzhou, Jiangsu Patentee after: Jiangsu Zenergy Battery Technologies Co.,ltd Address before: 211100 69, Feitian Road, Jiangning Airport Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu Patentee before: JIANGSU TAFEL NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee before: DONGGUAN TAFEL NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee before: SHENZHEN TAFEL NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. |