DE102009056403A1

DE102009056403A1 - Method for determining water content in separator film for production of lithium-ion cell, involves measuring heat of plastic film generated by microwave radiation, and determining value correlated with water content from measured heat

Info

Publication number: DE102009056403A1
Application number: DE200910056403
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Dürr
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2011-06-09

Abstract

The method involves providing a plastic film (2) as a rolling material on a roller (7), and radiating a side of the plastic film with microwaves by a microwave transmitter (18). Heat of the plastic film generated by microwave radiation is measured using a temperature measuring device (20). A value correlated with water content of the plastic film is determined from the measured heat by an evaluation device (22). Intensity of the microwaves occurring at another side of the plastic film is measured. An independent claim is also included for a device for determining water content in a plastic separator film for production of a battery cell.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Wassergehalts in einer Kunststofffolie. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Reduzieren des Wassergehalts einer Kunststofffolie.The invention relates to a method and a device for determining a water content in a plastic film. Furthermore, the invention relates to a method and an apparatus for reducing the water content of a plastic film.

In vielen Bereichen der Technik ist es für die Herstellung von Produkten erforderlich, trockene Rohstoffe, also Rohstoffe mit einem niedrigen Wassergehalt zu verwenden. Beispielsweise müssen bei der Herstellung von Batteriezellen, insbesondere von Lithium-Ionen-Zellen, alle zu verbauenden Materialien hohen Anforderungen an ihren (niedrigen) Wassergehalt erfüllen. Die davon betroffenen Materialien sind insbesondere die Aktivmasse zum Herstellen der Anode sowie die Aktivmasse zum Herstellen der Kathode sowie ein Separator, der zwischen den Elektroden zum Einsatz kommt. Ebenso können weitere Hilfsmaterialien zum Einsatz kommen. Alle Bestandteile müssen einen maximalen Grenzwert für den Wassergehalt unterschreiten. Andernfalls sind die projektierte Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit der jeweiligen elektrochemischen Zelle nicht gewährleistet.In many fields of technology, it is necessary for the manufacture of products to use dry raw materials, ie raw materials with a low water content. For example, in the production of battery cells, in particular of lithium-ion cells, all materials to be installed have to meet high demands on their (low) water content. The materials concerned are, in particular, the active material for producing the anode and the active composition for producing the cathode, as well as a separator which is used between the electrodes. Likewise, other auxiliary materials can be used. All components must fall below a maximum limit for the water content. Otherwise, the projected performance and durability of the respective electrochemical cell are not guaranteed.

Zu diesem Zweck findet bspw. die Herstellung derartiger Batteriezellen in Trockenräumen statt, in denen eine besonders niedrige Luftfeuchtigkeit herrscht. Problematisch ist jedoch, dass die verwendeten Rohstoffe, also die zuvor genannten Materialien unterschiedliche bzw. variierende Vorgeschichten hinsichtlich Lagerungszeiten und Lagerungsbedingungen aufweisen, wobei auch unterschiedliches Diffusionsverhalten durch Verpackungen, Einschweißfolien und dergleichen hindurch zu einem variierenden Wassergehalt führen kann.For this purpose, for example, the production of such battery cells in dry rooms, in which a particularly low humidity prevails. The problem, however, is that the raw materials used, ie the aforementioned materials have different or varying histories in terms of storage times and storage conditions, with different diffusion behavior through packaging, welding films and the like can lead to a varying water content.

Die beim Herstellen von Batteriezellen verwendeten Materialien sind größtenteils hygroskopisch. Besonders kritisch für das Einbringen von Wasser in die Batteriezelle ist der Separator. Hierbei handelt es sich regelmäßig um ein poröses Material aus verschiedenen Kunststoffen, wie z. Bsp. PP und PE, das einlagig oder mehrlagig hergestellt sein kann und optional auch mit Keramikpartikeln beschichtet sein kann. Typische Materialstärken liegen bspw. zwischen 10 μm bis 30 μm. Dementsprechend wird das Separatormaterial zweckmäßig in Form einer Folie bereitgestellt, die z. Bsp. als quasi endlose Rollenware geliefert wird. Bei einer Rolle mit derartiger Kunststofffolie ergibt sich zusätzlich die Schwierigkeit, dass sich die äußeren Windungen der Rolle sowie die Randbereiche, also die Stirnseiten der Rolle bezüglich des Wassergehalts von den innenliegenden Windungen bzw. von den innenliegenden Bereichen unterscheiden. Dies kann auf Diffusionsvorgänge zurückgeführt werden.The materials used in making battery cells are largely hygroscopic. Particularly critical for the introduction of water into the battery cell is the separator. This is usually a porous material made of various plastics, such. For example, PP and PE, which can be produced in one or more layers and optionally can also be coated with ceramic particles. Typical material thicknesses are, for example, between 10 .mu.m and 30 .mu.m. Accordingly, the separator material is expediently provided in the form of a film, the z. Eg is delivered as quasi endless roll goods. In the case of a roll with such a plastic film, there is additionally the difficulty that the outer turns of the roll as well as the edge regions, ie the end faces of the roll, differ from the inner turns or from the inner regions with respect to the water content. This can be attributed to diffusion processes.

Während der Fertigung ist es vergleichsweise schwierig, herkömmliche Methoden zum Messen des Wassergehalts anzuwenden, da diese den Herstellungsprozess stören bzw. beim Messen die jeweilige Probe zerstören, wie z. Bsp. bei einem Titrationsverfahren.During manufacture, it is relatively difficult to apply conventional methods for measuring the water content, since they interfere with the manufacturing process or destroy the respective sample during measurement, such. Eg in a titration process.

Aus der US 4,785,185 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bekannt, mit deren Hilfe bei einem bahnförmigen oder bandförmigen dielektrischen Material der Gehalt an Feuchtigkeit oder Füllstoffen gemessen werden kann. Hierbei wird eine Laserstrahlquelle verwendet, mit deren Hilfe die Vorderseite des dielektrischen Materials mit Laserlicht beaufschlagt wird. An der Rückseite des dielektrischen Materials sind mehrere Sensoren angeordnet, welche die Transmission des Laserlichts erfassen und einer Auswerteeinrichtung zuführen.From the US 4,785,185 For example, a method and a device are known, by means of which the content of moisture or fillers can be measured in the case of a web-shaped or strip-shaped dielectric material. In this case, a laser beam source is used, by means of which the front side of the dielectric material is exposed to laser light. At the back of the dielectric material, a plurality of sensors are arranged, which detect the transmission of the laser light and feed it to an evaluation device.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für die Messung des Wassergehalts von Kunststofffolien einen Weg aufzuzeigen, der sich insbesondere in einen Herstellungsprozess einfach integrieren lässt. Ferner soll ein Weg aufgezeigt werden, die Feuchtigkeit in der Kunststofffolie zu reduzieren.The present invention is concerned with the problem of finding a way for the measurement of the water content of plastic films, which is particularly easy to integrate into a manufacturing process. Furthermore, a way is to be shown to reduce the moisture in the plastic film.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Kunststofffolie mit Mikrowellen zu bestrahlen und die durch die Mikrowellenbestrahlung verursachte Erwärmung der Kunststofffolie zu messen, wobei dann die Temperaturänderung ein Maß für den Wassergehalt repräsentiert. Hierbei wird die Erkenntnis genutzt, dass Mikrowellen im Wesentlichen nur Wassermolekühle zu Schwingungen anregen, was zu einer Erwärmung wasserhaltiger Materialien führt. Dabei hängt die Erwärmung, also die Temperaturzunahme vom Wassergehalt ab. Durch Feldversuche lassen sich Referenzwerte bestimmen, die in Kennfeldern abgelegt sein können und besonders einfach eine Zuordnung der gemessenen Temperatur bzw. Temperaturänderung zum aktuellen Wassergehalt ermöglichen. Das vorgeschlagene Verfahren arbeitet berührungslos und ohne Zerstörung der Kunststofffolie. Des Weiteren benötigt die Durchführung des Verfahrens wenig Zeit, so dass es insbesondere auch bei bewegter Kunststofffolie durchführbar ist. Dementsprechend kann dieses Verfahren besonders einfach in einen Produktionsablauf integriert werden.The invention is based on the general idea of irradiating the plastic film with microwaves and measuring the heating caused by the microwave irradiation of the plastic film, in which case the temperature change represents a measure of the water content. Here, the knowledge is used that microwaves essentially only water molecules cool to vibrate, resulting in a warming of water-containing materials. The heating, ie the temperature increase, depends on the water content. By means of field tests, reference values can be determined which can be stored in maps and which make it particularly easy to assign the measured temperature or temperature change to the current water content. The proposed method works without contact and without destruction of the plastic film. Furthermore, the implementation of the method requires little time, so that it can be carried out in particular even with moving plastic film. Accordingly, this method can be particularly easily integrated into a production process.

Entsprechend einer alternativen Lösung beruht die Erfindung auf der Idee, die eine Seite der Kunststofffolie mit Mikrowellen zu bestrahlen und an der anderen Seite der Kunststofffolie die Intensität der aus der Kunststofffolie austretenden Mikrowellen zu messen. Die Transmission der Mikrowellen durch die Kunststofffolie hängt ebenfalls vom Wassergehalt der Kunststofffolie ab. Je mehr Wasser in der Kunststofffolie enthalten ist, desto mehr Energie wird zum Anregen der Wassermoleküle verbraucht, so dass entsprechend weniger Mikrowellenenergie durch die Kunststofffolie hindurch tritt. Auch dieses Verfahren arbeitet berührungslos und lässt sich einfach in einen Herstellungsprozess integrieren.According to an alternative solution, the invention is based on the idea of irradiating one side of the plastic film with microwaves and on the other side of the plastic film the intensity to measure the emerging from the plastic film microwaves. The transmission of the microwaves through the plastic film also depends on the water content of the plastic film. The more water is contained in the plastic film, the more energy is consumed to stimulate the water molecules, so that correspondingly less microwave energy passes through the plastic film. This process also works without contact and can be easily integrated into a production process.

Beide hier vorgestellten Lösungen haben außerdem den vorteilhaften Zusatzeffekt, dass bei ausreichender Energie der Mirkowellenbestrahlung gleichzeitig eine Trocknung bzw. zumindest eine Reduzierung des Wassergehalts in der Kunststofffolie realisierbar ist. Dieser Nebeneffekt kann in einer weiteren alternativen Lösung dazu verwendet werden, den Wassergehalt einer Kunststofffolie zu reduzieren, in dem die Kunststofffolie mit Mikrowellen bestrahlt wird.Both solutions presented here also have the advantageous additional effect that at sufficient energy of the microwave irradiation at the same time a drying or at least a reduction of the water content in the plastic film can be realized. This side effect can be used in another alternative solution to reduce the water content of a plastic film in which the plastic film is irradiated with microwaves.

Mikrowellen sind elektromagnetische Wellen, deren Wellenlänge zwischen 1 m und 1 mm liegt, was einem Frequenzbereich von etwa 300 MHz bis etwa 300 GHz entspricht.Microwaves are electromagnetic waves whose wavelength is between 1 m and 1 mm, which corresponds to a frequency range of about 300 MHz to about 300 GHz.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawing and from the associated description of the figures with reference to the drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description.

Die einzige 1 zeigt stark vereinfacht einen Ausschnitt einer Produktionsanlage, in welcher eine Kunststofffolie verarbeitetet wird.The only 1 shows very simplified a section of a production plant in which a plastic film is processed.

Entsprechend 1 umfasst eine Produktionsanlage 1, in welcher eine Kunststofffolie 2 verarbeitet wird, bspw. eine Abrollstation 3, eine Verarbeitungsstation 4 und eine Aufrollstation 5 auf. Des Weiteren ist die Produktionsanlage 1 hier mit einer Messstation 6 ausgestattet.Corresponding 1 includes a production plant 1 in which a plastic film 2 is processed, for example, a unwind station 3 , a processing station 4 and a reeling station 5 on. Furthermore, the production plant 1 here with a measuring station 6 fitted.

In der Abrollstation 3 wird die Kunststofffolie 2 als Rollenmaterial auf einer Rolle 7 bereitgestellt, von der die Kunststofffolie 2 abgerollt wird. Die Abrollstation 3 kann hierzu mit einer Einrichtung 8 zum Ausrichten und/oder zum Antreiben der Kunststofffolie 2 ausgestattet sein. In der Verarbeitungsstation 4 wird die Kunststofffolie 2 verarbeitet. Hierzu wird rein exemplarisch und ohne Beschränkung der Allgemeinheit eine andere Folie 9 auf die Kunststofffolie 2 aufgelegt, die hierzu ebenfalls von einer Rolle 10 abgerollt und über zumindest eine Umlenkrolle 11 auf eine Übergaberolle 12 transportiert wird, welche dann die weitere Folie 9 auf die Kunststofffolie 2 auflegt. Die Transportbewegung der Kunststofffolie 2 ist dabei durch einen Pfeil 13 angedeutet, während die Transportbewegung der weiteren Folie 9 durch einen Pfeil 14 angedeutet ist. Die Drehrichtungen der einzelnen Rollen ergeben sich dann zwangsläufig.In the unwinding station 3 becomes the plastic film 2 as roll material on a roll 7 provided by the plastic film 2 is rolled off. The unwind station 3 can do this with a facility 8th for aligning and / or driving the plastic film 2 be equipped. In the processing station 4 becomes the plastic film 2 processed. For this purpose, purely by way of example and without limitation of the general public is another film 9 on the plastic film 2 The same applies to a role 10 unrolled and at least one pulley 11 on a transfer role 12 is transported, which then the further slide 9 on the plastic film 2 hangs up. The transport movement of the plastic film 2 is by an arrow 13 indicated during the transport movement of the further film 9 through an arrow 14 is indicated. The directions of rotation of the individual roles then inevitably arise.

In der Aufrollstation 5 wird dann die verarbeitete Kunststofffolie 2, also hier der aus der Kunststofffolie 2 und der weiteren Folie 9 gebildete Verband auf eine Rolle 15 aufgerollt. Dieser Folienverband wird im Folgenden auch mit 16 bezeichnet oder als Verbundfolie 16 bezeichnet. Diese Verbundfolie 16 kann dann einer anderen Verarbeitung zugeführt werden. Beispielsweise kann die Verbundfolie 16 zum Herstellen eines Separators in einer Batteriezelle, insbesondere in einer Lithium-Ionen-Zelle, verwendet werden, bspw. um dort ein Anodenmaterial von einem Kathodenmaterial zu trennen. Insbesondere handelt es sich bei der Kunststofffolie 2 somit um eine Separatorfolie.In the reeling station 5 then becomes the processed plastic film 2 So here's the plastic film 2 and the other slide 9 formed bandage on a roll 15 rolled up. This film association will also be discussed below 16 referred to or as a composite film 16 designated. This composite foil 16 can then be fed to another processing. For example, the composite film 16 for producing a separator in a battery cell, in particular in a lithium-ion cell, are used, for example, there to separate an anode material from a cathode material. In particular, it is the plastic film 2 thus a Separatorfolie.

In der Messstation 6 erfolgt eine Messung des Wassergehalts der Kunststofffolie 2. Hierzu ist die Messstation 6 mit einer Vorrichtung 17 ausgestattet, mit deren Hilfe der Wassergehalt der Kunststofffolie 2 ermittelt werden kann. Diese Vorrichtung 17 kann im Folgenden auch als Messvorrichtung 17 bezeichnet werden. Die Messvorrichtung 17 umfasst zumindest einen Mikrowellensender 18, der Mikrowellen emittiert und der so positioniert und ausgerichtet ist, dass damit die Kunststofffolie 2 mit den Mikrowellen bestrahlt werden kann. Der jeweilige Mikrowellensender 18 ist von der Kunststofffolie 2 beabstandet, so dass die Bestrahlung berührungslos erfolgt. Die Bestrahlung der Kunststofffolie 2 mit Mikrowellen erfolgt dabei an der einen Seite 19, hier an der Oberseite 19 der Kunststofffolie 2. Die Bestrahlung der Kunststofffolie 2 mit Mikrowellen hat zur Folge, dass ggf. in der Kunststofffolie 2 eingelagerte Wassermoleküle zu Schwingungen angeregt werden. Diese Schwingungsanregung der Wassermoleküle führt einerseits zu einer Erwärmung der Kunststofffolie 2. Andererseits führt die Schwingungserregung der Wassermoleküle zur Reduzierung der Energie der Mikrowellen.In the measuring station 6 a measurement of the water content of the plastic film takes place 2 , For this the measuring station is 6 with a device 17 equipped with their help, the water content of the plastic film 2 can be determined. This device 17 can also be used as a measuring device below 17 be designated. The measuring device 17 includes at least one microwave transmitter 18 which emits microwaves and which is positioned and aligned so that the plastic film 2 can be irradiated with the microwaves. The respective microwave transmitter 18 is from the plastic film 2 spaced so that the irradiation is contactless. The irradiation of the plastic film 2 with microwaves takes place on one side 19 , here at the top 19 the plastic film 2 , The irradiation of the plastic film 2 with microwaves has the consequence that possibly in the plastic film 2 embedded water molecules are excited to vibrate. This vibrational excitation of the water molecules leads on the one hand to a heating of the plastic film 2 , On the other hand, the vibration excitation of the water molecules leads to the reduction of the energy of the microwaves.

Die Messvorrichtung 17 kann außerdem mit mindestens einer Temperaturmesseinrichtung 20 ausgestattet sein, mit deren Hilfe die Erwärmung der Kunststofffolie 2 aufgrund der Mikrowellenbestrahlung gemessen werden kann. Zusätzlich oder alternativ zur wenigstens einen Temperaturmesseinrichtung 20 kann die Messvorrichtung 17 mit wenigstens einem Mikrowellenempfänger 21 ausgestattet sein, mit dessen Hilfe die Mikrowellentransmission durch die Kunststofffolie 2 erfasst und insbesondere die Mikrowellenintensität der Transmission gemessen werden kann.The measuring device 17 can also with at least one temperature measuring device 20 equipped with the help of which the heating of the plastic film 2 due to the microwave irradiation can be measured. Additionally or alternatively to the at least one temperature measuring device 20 can the measuring device 17 with at least a microwave receiver 21 equipped with the help of which microwave transmission through the plastic film 2 recorded and in particular the microwave intensity of the transmission can be measured.

Ferner umfasst die Messvorrichtung 17 eine Auswerteeinrichtung 22, die über eine Steuerleitung 23 mit den jeweiligen Mikrowellensender 18 und über eine Signalleitung 24 mit der jeweiligen Temperaturmesseinrichtung 20 bzw. mit jeweiligen Mikrowellenempfänger 21 verbunden ist. Die Auswerteeinrichtung 22 ermittelt aus der gemessenen Erwärmung der Kunststofffolie 2 einen mit dem Wassergehalt der Kunststofffolie 2 korrelierten Wert. Beispielsweise kann die Auswerteeinrichtung 22 hierzu auf entsprechende Kennfelder zurückgreifen, in denen die Abhängigkeit des Wassergehalts von der Temperaturänderung aufgrund der Mikrowellenbestrahlung aufgetragen ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Ermittlung des Wassergehalts auf entsprechenden Algorithmen beruhen, die als Eingangsgröße die Temperaturänderungen benötigen. Zusätzlich oder alternativ kann die Auswerteeinrichtung aus der gemessenen Mikrowellenintensität einen mit dem Wassergehalt der Kunststofffolie 2 korrelierten Wert ermitteln. Auch hier ist es grundsätzlich möglich, auf Kennfelder zurückzugreifen, in denen die Abhängigkeit der Mikrowellenintensität vom Wassergehalt der Kunststofffolie 2 abgelegt ist. Ebenso ist auch hier zusätzlich oder alternativ eine Berechnung des Wassergehalts mittels entsprechender Algorithmen möglich, die als Eingangsgröße die Mikrowellenintensität benötigen.Furthermore, the measuring device comprises 17 an evaluation device 22 that have a control line 23 with the respective microwave transmitter 18 and via a signal line 24 with the respective temperature measuring device 20 or with respective microwave receiver 21 connected is. The evaluation device 22 determined from the measured heating of the plastic film 2 one with the water content of the plastic film 2 correlated value. For example, the evaluation device 22 resort to corresponding maps in which the dependence of the water content of the temperature change due to the microwave irradiation is plotted. Additionally or alternatively, the determination of the water content can be based on corresponding algorithms that require the temperature changes as an input variable. Additionally or alternatively, the evaluation device from the measured microwave intensity with the water content of the plastic film 2 determine the correlated value. Again, it is basically possible to resort to maps in which the dependence of the microwave intensity of the water content of the plastic film 2 is stored. Likewise, additionally or alternatively, a calculation of the water content is possible by means of appropriate algorithms which require the microwave intensity as an input variable.

Die jeweilige Temperaturmesseinrichtung 20 ist im Beispiel der 1 ebenfalls an der Oberseite 19, also an der gleichen Seite wie der wenigstens eine Mikrowellensender 18 angeordnet. Grundsätzlich kann die jeweilige Temperaturmesseinrichtung 20 jedoch auch an der anderen oder gegenüberliegenden Seite 25, also hier an der Unterseite 25 der Kunststofffolie 2 angeordnet sein. Die jeweilige Temperaturmesseinrichtung 20 arbeitet berührungslos. Insbesondere kann sie hierzu einen Infrarotsensor und/oder ein NIR-Spektrometer aufweisen, wobei NIR für „nahes Infrarot” steht.The respective temperature measuring device 20 is in the example of 1 also at the top 19 So on the same side as the at least one microwave transmitter 18 arranged. In principle, the respective temperature measuring device 20 but also on the other or opposite side 25 So here at the bottom 25 the plastic film 2 be arranged. The respective temperature measuring device 20 works contactless. In particular, it may for this purpose comprise an infrared sensor and / or an NIR spectrometer, where NIR stands for "near infrared".

Der wenigstens eine Mikrowellenempfänger 21 ist an der dem Mikrowellensender 18 gegenüberliegenden Seite, also hier an der Unterseite 25 der Kunststofffolie 2 angeordnet. Er ist von der Kunststofffolie 2 beabstandet positioniert, so dass er berührungslos arbeitet.The at least one microwave receiver 21 is at the microwave transmitter 18 opposite side, so here at the bottom 25 the plastic film 2 arranged. He is from the plastic film 2 positioned at a distance so that it operates without contact.

Zusätzlich oder alternativ zur Messstation 6 kann die Produktionsanlage 1 mit einer Trocknungsstation 26 ausgestattet sein. Im gezeigten, bevorzugten Beispiel ist diese Trocknungsstation 26 in die Messstation 6 integriert. Die Trocknungsstation 26 umfasst eine Vorrichtung 27 zum Reduzieren des Wassergehalts der Kunststofffolie 2. Diese Trocknungsvorrichtung 27 weist zumindest einen Mikrowellensender 28 auf, mit dessen Hilfe die Kunststofffolie 2 berührungslos mit Mikrowellen bestrahlt werden kann. Die Mirkowellenbestrahlung führt zu einer Anregung der in der Kunststofffolie 2 eingelagerten Wassermoleküle, wodurch diese sich einfacher von der Kunststofffolie 2 lösen können, was den Wassergehalt der Kunststofffolie 2 reduziert. Besonders vorteilhaft ist die hier wiedergegebene Integration der Trocknungsvorrichtung 27 in die Messstation 6 bzw. in die Messvorrichtung 17. Denn hierdurch ist es besonders einfach möglich, die Trocknung bzw. die Reduzierung des Wassergehalts gezielt abhängig vom zuvor gemessenen Wassergehalt durchzuführen. Hierzu kann die Auswerteeinrichtung 22 zusätzlich über eine entsprechende Steuerleitung 29 mit der Trocknungsvorrichtung 27 bzw. mit deren Mikrowellensender 28 verbunden sein. Eine entsprechende Steuerung 30, die insbesondere in die Auswerteeinrichtung 22 integriert sein kann, kann nun die Intensität der Mikrowellenbestrahlung durch den Mikrowellensender 28 der Trocknungsvorrichtung 27 gezielt in Abhängigkeit des zuvor gemessenen Wassergehalts ansteuern, wodurch gezielt eine Reduzierung des Wassergehalts unter einen vorbestimmten Grenzwert realisierbar ist. Dabei kann in die intensive Kopplung zwischen der Messvorrichtung 17 und der Trocknungsvorrichtung 27 dazu genutzt werden, die Trocknungsleistung dynamisch an sich ändernde Messwerte für den Wassergehalt anzupassen.Additionally or alternatively to the measuring station 6 can the production plant 1 with a drying station 26 be equipped. In the shown, preferred example is this drying station 26 into the measuring station 6 integrated. The drying station 26 includes a device 27 for reducing the water content of the plastic film 2 , This drying device 27 has at least one microwave transmitter 28 on, with whose help the plastic film 2 can be irradiated contactlessly with microwaves. The microwave radiation leads to an excitation in the plastic film 2 embedded water molecules, making them easier on the plastic film 2 can solve what the water content of the plastic film 2 reduced. Particularly advantageous is the reproduced here integration of the drying device 27 into the measuring station 6 or in the measuring device 17 , Because this makes it particularly easy to perform the drying or reduction of the water content targeted depending on the previously measured water content. For this purpose, the evaluation 22 additionally via a corresponding control line 29 with the drying device 27 or with their microwave transmitter 28 be connected. An appropriate controller 30 , in particular, in the evaluation device 22 can now be integrated, the intensity of the microwave irradiation by the microwave transmitter 28 the drying device 27 selectively trigger in dependence on the previously measured water content, whereby a targeted reduction of the water content below a predetermined limit can be realized. It can be in the intensive coupling between the measuring device 17 and the drying device 27 be used to dynamically adjust the drying performance to changing water content readings.

Die Messvorrichtung 17 kann zweckmäßig so konzipiert sein, dass sie den Wassergehalt über die gesamte Breite, die sich parallel zur Wickelachse der Rolle 7 und quer zur Vorschubrichtung oder Bewegungsrichtung 13 der Kunststofffolie 2 erstreckt, ermitteln kann. Hierzu kann der jeweilige Mikrowellensender 18 entsprechend dimensioniert sein. Ebenso kann auch eine entsprechende Anzahl an entlang der Breite der Kunststofffolie 2 verteilt angeordneten Mikrowellensendern 18 vorgesehen sein. Entsprechendes gilt dann auch für die entsprechende Temperaturmesseinrichtung 20 bzw. für den entsprechenden Mikrowellensender 21. Demnach kann die Temperaturmesseinrichtung 20 sich über die gesamte Breite der Kunststofffolie 2 erstrecken. Ebenso können mehrere Temperaturmesseinrichtung 20 vorgesehen sein, die entlang der Breite der Kunststofffolie 2 zueinander benachbart angeordnet sind. Auch kann der ggf. vorhandene Mikrowellenempfänger 21 so konzipiert sein, dass er sich über die gesamte Breite der Kunststofffolie 2 erstreckt. Ebenso können mehrere Mikrowellenempfänger 21 vorgesehen sein, die in der Breite der Kunststofffolie 2 nebeneinander angeordnet sind. Hierdurch ist es insbesondere möglich, eine Variation des Wassergehalts über die Breite der Kunststofffolie 2 zu ermitteln.The measuring device 17 may suitably be designed so that it exceeds the water content across the entire width, which is parallel to the winding axis of the roll 7 and transverse to the feed direction or direction of movement 13 the plastic film 2 extends, can determine. For this purpose, the respective microwave transmitter 18 be dimensioned accordingly. Likewise, a corresponding number of along the width of the plastic film 2 distributed microwave transmitters 18 be provided. The same applies then for the corresponding temperature measuring device 20 or for the corresponding microwave transmitter 21 , Accordingly, the temperature measuring device 20 over the entire width of the plastic film 2 extend. Likewise, several temperature measuring device 20 be provided along the width of the plastic film 2 are arranged adjacent to each other. Also, the possibly existing microwave receiver 21 be designed so that it covers the entire width of the plastic film 2 extends. Likewise, several microwave receivers 21 be provided in the width of the plastic film 2 are arranged side by side. This makes it possible, in particular, a variation of the water content over the width of the plastic film 2 to investigate.

Passend hierzu kann auch die Trocknungsvorrichtung 27 an die Breite der Kunststofffolie 2 adaptiert sein. Beispielsweise kann sich der jeweilige Mikrowellensender 28 über die gesamte Breite der Kunststofffolie 2 erstrecken. Ebenso können mehrere Mikrowellensender 28 vorgesehen sein, die in der Breite der Kunststofffolie 2 nebeneinander angeordnet sind. Hierdurch ist es insbesondere möglich, einen über die Breite der Kunststoffrohre 2 variierenden Wassergehalt zu erfassen und individuell mit der Trocknungsvorrichtung 27 zu reduzieren, um beispielsweise die Verteilung des Wassergehalts über die Breite der Kunststofffolie 2 zu homogenisieren. Fitting for this can also be the drying device 27 to the width of the plastic film 2 be adapted. For example, the respective microwave transmitter 28 over the entire width of the plastic film 2 extend. Likewise, several microwave transmitters 28 be provided in the width of the plastic film 2 are arranged side by side. This makes it possible, in particular, over the width of the plastic pipes 2 to detect varying water content and individually with the drying device 27 To reduce, for example, the distribution of water content across the width of the plastic film 2 to homogenize.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 4785185 [0006]

Claims

Method for determining a water content in a plastic film ( 2 ), in particular a separator film for the production of battery cells, - in which the plastic film ( 2 ) is irradiated with microwaves, - in which a heat generated by the microwave irradiation of the plastic film ( 2 ) is measured, - in which from the measured heating with the water content of the plastic film ( 2 ) correlated value is determined.

Method for determining a water content in a plastic film ( 2 ), in particular a separator film for the production of battery cells, - in which the plastic film ( 2 ) on one side ( 19 ) is irradiated with microwaves, - in which the intensity of the on the other side ( 25 ) of the plastic film ( 2 ) is measured at the microwave from the measured one with the water content of the plastic film ( 2 ) correlated value is determined.

Method for reducing the water content of a plastic film ( 2 ), in particular a separator film for the production of battery cells, in which the plastic film ( 2 ) is irradiated with microwaves.

Device for determining a water content in a plastic film ( 2 ), in particular a separator film for the production of battery cells, - with at least one microwave transmitter ( 18 ) for irradiating the plastic film ( 2 ) with microwaves, - with at least one temperature measuring device ( 20 ) for measuring a heating of the plastic film ( 2 ) by the microwave irradiation, - with an evaluation device ( 22 ), which from the measured heating with the water content of the plastic film ( 2 ) correlated value.

Device for determining a water content in a plastic film ( 2 ), in particular a separator film for the production of battery cells, - with at least one microwave transmitter ( 18 ) for irradiating one side ( 19 ) of the plastic film ( 2 ) with microwaves, - with at least one microwave receiver ( 21 ) for measuring the intensity of the other side ( 25 ) of the plastic film ( 2 ) emerging microwaves, - with an evaluation device ( 22 ), from the measured microwave intensity one with the water content of the plastic film ( 2 ) correlated value.

Device for reducing the water content of a plastic film ( 2 ), in particular a separator film for the production of battery cells, with at least one microwave transmitter ( 28 ) for irradiating the plastic film ( 2 ) with microwaves.