ES3058509T3 - Electrode sheet drying device and electrode manufacturing system using same - Google Patents

Electrode sheet drying device and electrode manufacturing system using same

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ES3058509T3
ES3058509T3 ES23807733T ES23807733T ES3058509T3 ES 3058509 T3 ES3058509 T3 ES 3058509T3 ES 23807733 T ES23807733 T ES 23807733T ES 23807733 T ES23807733 T ES 23807733T ES 3058509 T3 ES3058509 T3 ES 3058509T3
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ES23807733T
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Jae-Young Sung
Joon-Sun Park
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LG Energy Solution Ltd
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

Se describe un dispositivo de secado de láminas de electrodos y un sistema de fabricación de electrodos que lo utiliza. Un dispositivo de secado de láminas de electrodos, según una realización de la presente invención, comprende: una estructura de secado con un conducto de transporte a través del cual se transporta una lámina de electrodos; y varias lámparas de varilla dispuestas una junto a la otra a lo largo del conducto de transporte, que irradian ondas electromagnéticas de una determinada banda de longitud de onda a la lámina de electrodos transportada por dicho conducto. Estas lámparas pueden comprender: una primera lámpara de varilla cuya longitud cubre ambos extremos de la lámina de electrodos a lo ancho, así como una sección central entre ambos extremos; y una segunda lámpara de varilla, más corta que la primera, que cubre la sección central de la lámina de electrodos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Aparato de secado de lámina de electrodo y sistema de fabricación de electrodo que usa el mismo
[0003] Sector de la técnica
[0004] La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana n.º 10-2022-0060203, presentada el 17 de mayo de 2022 en la República de Corea.
[0005] La presente divulgación se refiere a un aparato de secado de lámina de electrodo y a un sistema de fabricación de electrodo que usa el mismo y, más particularmente, a un aparato de secado de lámina de electrodo para secar un material de recubrimiento aplicado a una lámina de electrodo y a un sistema de fabricación de electrodo para fabricar un electrodo usando el aparato de secado de lámina de electrodo.
[0006] Antecedentes de la invención
[0007] En general, un conjunto de electrodos de una batería secundaria que puede cargarse y descargarse repetidamente se fabrica por apilamiento y bobinado de una pluralidad de estructuras de pila en las que un separador está ubicado entre un primer electrodo correspondiente a un electrodo positivo (cátodo) y un segundo electrodo correspondiente a un electrodo negativo (ánodo). En este caso, cada electrodo se fabrica aplicando un material de recubrimiento en un estado de suspensión como un material de recubrimiento correspondiente a un material activo de electrodo positivo o a un material activo de electrodo negativo a una lámina de electrodo formada por un material de aluminio o cobre y secando el material de recubrimiento.
[0008] Sin embargo, como se divulga en la patente coreana n.º 10-1725904 y en la patente coreana n.º 10-1867659, una tecnología existente de secado de una lámina de electrodo mediante la pulverización de aire caliente a toda la lámina de electrodo a través de una boquilla y un calentador tiene el problema de que la cantidad de calor que llega a la lámina de electrodo puede no ser controlada para cada porción de la lámina de electrodo, cuando se aplica a un proceso real de secado de lámina de electrodo, una porción de borde de la lámina de electrodo en la que la cantidad de material de recubrimiento cargado es pequeña puede secarse en exceso, dando como resultado de este modo arrugas o grietas térmicas en la porción de borde.
[0009] El documento CN 216459890 U divulga un horno para secar una lámina de electrodo, que permite mejorar la velocidad de secado e impedir el ondulado y el agrietamiento por secado excesivamente rápido en las porciones de borde.
[0010] Explicación de la invención
[0011] Problema técnico
[0012] La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente divulgación está dirigida a proporcionar un aparato de secado de lámina de electrodo en el que se reduce un tiempo de un proceso de secado de lámina de electrodo y se mejora la eficacia de secado, y se mejoran la calidad y el rendimiento de recubrimiento de electrodo al impedir las arrugas o grietas térmicas provocadas por el secado en exceso de una porción de borde de una lámina de electrodo en un proceso real de secado de lámina de electrodo. También, la presente divulgación está dirigida a proporcionar un sistema de fabricación de electrodo en el que se asegure una alta calidad y rendimiento de recubrimiento mediante el uso del aparato de secado de lámina de electrodo, incluso cuando una anchura de una lámina de electrodo, un tipo de material de recubrimiento, una temperatura de secado o un tiempo de secado se cambia.
[0013] La invención es como se define por las reivindicaciones adjuntas.
[0014] Solución técnica
[0015] En un aspecto de la presente invención, un aparato de secado de lámina de electrodo para secar una lámina de electrodo a la que se aplica un material de recubrimiento incluye una estructura de secado que incluye una trayectoria de transferencia a través de la cual se transfiere la lámina de electrodo, y una pluralidad de lámparas de tipo varilla dispuesta en paralelo entre sí a lo largo de la trayectoria de transferencia y configurada para irradiar ondas electromagnéticas de una determinada banda de longitud de onda a la lámina de electrodo transferida a través de la trayectoria de transferencia, en donde la pluralidad de lámparas de tipo varilla incluye una primera lámpara de tipo varilla que tiene una longitud suficiente para cubrir ambas porciones de borde de la lámina de electrodo en una dirección de anchura y una porción central entre ambas porciones de borde, y una segunda lámpara de tipo varilla que tiene una longitud inferior a la longitud de la primera lámpara de tipo varilla y suficiente para cubrir únicamente la porción central de la lámina de electrodo.
[0016] En una realización, el aparato de secado de lámina de electrodo puede incluir además una unidad de blindaje configurada para blindar ondas electromagnéticas irradiadas desde la segunda lámpara de tipo varilla y que se desplazan hacia ambas porciones de borde de la lámina de electrodo.
[0017] En una realización, el aparato de secado de lámina de electrodo puede incluir además unidades de calentamiento dispuestas a determinados intervalos a lo largo de la trayectoria de transferencia y configuradas para enviar aire caliente a la lámina de electrodo transferida a través de la trayectoria de transferencia.
[0018] En una realización, cuando la primera lámpara de tipo varilla y la segunda lámpara de tipo varilla están ubicadas entre las unidades de calentamiento, tanto la primera lámpara de tipo varilla como la segunda lámpara de tipo varilla pueden estar ubicadas entre las unidades de calentamiento o solo una de la primera lámpara de tipo varilla y la segunda lámpara de tipo varilla pueden estar ubicadas entre las unidades de calentamiento.
[0019] En una realización, la pluralidad de lámparas de tipo varilla puede incluir además al menos otra lámpara de tipo varilla que tiene una longitud diferente de las longitudes de la primera lámpara de tipo varilla y de la segunda lámpara de tipo varilla.
[0020] En una realización, la pluralidad de lámparas de tipo varilla puede estar dispuesta a lo largo de la trayectoria de transferencia de modo que las longitudes de las lámparas de tipo varilla disminuyan o aumenten gradualmente en una dirección de transferencia la lámina de electrodo.
[0021] En una realización, el aparato de secado de lámina de electrodo puede incluir además un controlador configurado para controlar las operaciones de radiación de onda electromagnética de la pluralidad de lámparas de tipo varilla, en donde el controlador está configurado para dividir la pluralidad de lámparas de tipo varilla en una pluralidad de grupos de lámparas basándose en las longitudes de lámpara y controlar las operaciones de radiación de onda electromagnética según la pluralidad de grupos de lámparas.
[0022] En una realización, el aparato de secado de lámina de electrodo puede incluir además un sensor de detección de anchura configurado para detectar una anchura de la lámina de electrodo, en donde el controlador está configurado para determinar un grupo de lámparas cuya operación de radiación de onda electromagnética debe realizarse o detenerse de entre la pluralidad de grupos de lámparas, haciendo referencia a la anchura de la lámina de electrodo detectada por el sensor de detección de anchura.
[0023] En una realización, el aparato de secado de lámina de electrodo puede incluir además un sensor de temperatura configurado para detectar temperaturas de al menos ambas porciones de borde de entre las porciones de la lámina de electrodo que se va a secar, en donde el controlador está configurado para determinar un grupo de lámparas cuya operación de radiación de onda electromagnética debe realizarse o detenerse de entre la pluralidad de grupos de lámparas, haciendo referencia a las temperaturas de ambas porciones de borde detectadas por el sensor de temperatura.
[0024] En otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona también un sistema de fabricación de electrodo para fabricar un electrodo usando el aparato de secado de lámina de electrodo.
[0025] En una realización, el sistema de fabricación de electrodo puede incluir una pluralidad de aparatos de secado de lámina de electrodo, y puede incluir además una primera unidad de transferencia configurada para, en un primer modo de funcionamiento del sistema de fabricación de electrodo, transferir una primera lámina de electrodo a un primer aparato de secado de lámina de electrodo de entre la pluralidad de aparatos de secado de lámina de electrodo y secar la primera lámina de electrodo, y una segunda unidad de transferencia configurada para, en el primer modo de funcionamiento, transferir una segunda lámina de electrodo a un segundo aparato de secado de lámina de electrodo de entre la pluralidad de aparatos de secado de lámina de electrodo y secar la segunda lámina de electrodo.
[0026] En una realización, el sistema de fabricación de electrodo puede incluir además una tercera unidad de transferencia configurada para proporcionar una línea de transferencia de lámina de electrodo entre el primer aparato de secado de lámina de electrodo y el segundo aparato de secado de lámina de electrodo, en donde, cuando un modo de funcionamiento del sistema de fabricación de electrodo cambia del primer modo de funcionamiento a un segundo modo de funcionamiento, la primera unidad de transferencia está configurada para transferir una tercera lámina de electrodo al primer aparato de secado de lámina de electrodo y secar principalmente la tercera lámina de electrodo, y la tercera unidad de transferencia está configurada para transferir la tercera lámina de electrodo que está secada principalmente al segundo aparato de secado de lámina de electrodo y secar secundariamente la tercera lámina de electrodo.
[0027] Efectos ventajosos
[0028] Según la presente divulgación, dado que un material de recubrimiento aplicado a una lámina de electrodo se seca usando lámparas de tipo varilla que irradian ondas electromagnéticas en una banda de longitud de onda con alta absorción de energía y la energía de las ondas electromagnéticas que llegan a la lámina de electrodo se diferencia para cada porción de la lámina de electrodo ajustando las longitudes y la disposición de las lámparas de tipo varilla, se puede reducir el tiempo de un proceso de secado y mejorar la eficacia de secado, así como mejorar la calidad y rendimiento del recubrimiento de electrodo impidiendo las arrugas o grietas térmicas causadas por el secado en exceso de una porción de borde de la lámina de electrodo en un proceso real de secado de lámina de electrodo. También, dado que las lámparas de tipo varilla aplicadas para el secado de lámina de electrodo tienen varias longitudes, las lámparas de tipo varilla se dividen en una pluralidad de grupos de lámparas según sus longitudes, y las operaciones de radiación de onda electromagnética se controlan de forma adaptativa según los grupos de lámparas refiriéndose a una anchura de una lámina de electrodo que se va a secar o a una temperatura de una porción de borde con una velocidad de secado relativamente alta, se puede asegurar una alta calidad y rendimiento de recubrimiento y se pueden reducir los costes de construcción de un sistema de fabricación de electrodo, incluso cuando cambia la anchura de la lámina de electrodo o un material de recubrimiento.
[0029] También, dado que se proporciona selectivamente una línea de transferencia de lámina de electrodo que pasa a través de cada uno de una pluralidad de aparatos de secado de lámina de electrodo o una línea de transferencia de lámina de electrodo modificada que pasa secuencialmente a través de toda la pluralidad de aparatos de secado de lámina de electrodo, un tipo de un material de recubrimiento aplicado durante un proceso de fabricación de electrodo, una temperatura de secado y un tiempo de secado pueden modificarse, y los tipos de productos que pueden producirse con el mismo sistema de fabricación pueden diversificarse.
[0030] De manera adicional, un experto habitual en la materia entenderá claramente a partir de la siguiente descripción que diversas realizaciones de la presente divulgación también pueden usarse para resolver diversos problemas técnicos no mencionados anteriormente.
[0031] Breve descripción de los dibujos
[0032] La figura 1 es una vista que ilustra un sistema de fabricación de electrodo, según una realización de la presente divulgación.
[0033] La figura 2 es una vista que ilustra un ejemplo de una lámina de electrodo para fabricar un electrodo.
[0034] La figura 3 es una vista que ilustra una disposición de lámparas de tipo varilla de un aparato de secado de lámina de electrodo, según una realización de la presente divulgación.
[0035] La figura 4 es una vista que ilustra una disposición de lámparas de tipo varilla de un aparato de secado de lámina de electrodo, según una realización modificada de la presente divulgación.
[0036] La figura 5 es una vista que ilustra una disposición de lámparas de tipo varilla de un aparato de secado de lámina de electrodo, según otra realización modificada de la presente divulgación.
[0037] La figura 6 es una vista que ilustra un sistema de fabricación de electrodo, según una realización modificada de la presente divulgación.
[0038] La figura 7 es una vista que ilustra un estado en el que cambia un modo de funcionamiento del sistema de fabricación de electrodo de la figura 6.
[0039] Realización preferente de la invención
[0040] En lo sucesivo en el presente documento, las realizaciones de la presente divulgación se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos para proporcionar soluciones a los problemas técnicos de la presente divulgación. Sin embargo, en la descripción de la presente divulgación, se omiten las explicaciones detalladas de tecnologías conocidas relacionadas cuando se considera que pueden oscurecer innecesariamente la esencia de la presente divulgación.
[0041] También, los términos usados en el presente documento son los que se definen en consideración de las funciones en la presente divulgación y pueden variar según la intención de los diseñadores o fabricantes, los precedentes, etc. Por ende, los términos usados en el presente documento deben definirse basándose en el significado de los términos junto con las descripciones a lo largo de la memoria descriptiva. Para referencia, los mismos números de referencia usados en diferentes dibujos de la presente memoria descriptiva indican los mismos elementos.
[0042] La figura 1 ilustra un sistema de fabricación de electrodo 10, según una realización de la presente divulgación. Como se muestra en la figura 1, el sistema de fabricación de electrodo 10 según una realización de la presente divulgación puede incluir una unidad de transferencia 100, una unidad de recubrimiento 200 y un aparato de secado de lámina de electrodo 300 según la presente invención, y puede incluir además un sensor de detección de material de recubrimiento 400 según una realización.
[0043] La unidad de transferencia 100 puede estar configurada para transferir una lámina de electrodo E que se va a usar para fabricar un electrodo al aparato de secado de lámina de electrodo 300. Para este fin, la unidad de transferencia 100 puede incluir una unidad de desbobinado 110, un rodillo de transferencia 120 y una unidad de rebobinado 130. La unidad de desbobinado 110 puede estar configurada en general para desbobinar y mover la lámina de electrodo E bobinada en forma de rollo. En este caso, la porción de desbobinado 110 puede incluir una rueda a la que se fija la lámina de electrodo E bobinada en forma de rollo, y un motor (no mostrado) para desbobinar la lámina de electrodo E fijada a la rueda haciendo girar la rueda en una dirección y a una velocidad predeterminadas. En la presente memoria descriptiva, el término "lámina de electrodo" puede referirse a cualquiera de las diversas láminas usadas para fabricar un conjunto de electrodos de una batería secundaria, tal como una lámina para fabricar un electrodo positivo, una lámina para fabricar un electrodo negativo o una lámina para fabricar un separador.
[0044] El rodillo de transferencia 120 puede estar ubicado en cualquiera de las diversas posiciones del sistema de fabricación de electrodo 10 para mover suavemente la lámina de electrodo E.
[0045] La unidad de rebobinado 130 puede estar configurada para rebobinar la lámina de electrodo E secada por el aparato de secado de lámina de electrodo 300. Para este fin, la unidad de rebobinado 130 puede incluir una rueda para rebobinar la lámina de electrodo seca E y un motor (no mostrado) para rebobinar la lámina de electrodo seca E haciendo girar la rueda en una dirección y a una velocidad predeterminadas.
[0046] La unidad de recubrimiento 200 puede estar configurada para aplicar un material de recubrimiento a una superficie o a ambas superficies de la lámina de electrodo E desbobinada por la unidad de desbobinado 110 y moverlo al aparato de secado de lámina de electrodo 300. Para este fin, la unidad de recubrimiento 200 puede incluir un primer recubridor 210 para recubrir una superficie de la lámina de electrodo E con un determinado material de recubrimiento y un segundo recubridor 220 para recubrir la otra superficie de la lámina de electrodo E con un determinado material de recubrimiento.
[0047] Un electrodo positivo de la pila secundaria es una fuente que emite iones de litio mientras la batería secundaria está cargada y puede usarse para determinar una capacidad y una tensión de la batería secundaria. El electrodo positivo puede fabricarse aplicando un material de recubrimiento que incluye un material activo de electrodo positivo, un agente conductor y un aglutinante a una lámina de electrodo formada por un material de Al y secando el material de recubrimiento. Cualquiera de varios materiales tales como LiCoO<2>, LiMn<2>O<4>, LiFePO<4>, LiNiCoAlO<2>, LiNiMnCoO<2>o Li<2>TiO<3>puede usarse como el material activo de electrodo positivo.
[0048] Un electrodo negativo de la batería secundaria almacena iones de litio mientras la batería secundaria está cargada y puede usarse para determinar una velocidad de carga de la batería secundaria. El electrodo negativo puede fabricarse aplicando un material de recubrimiento que incluye un material activo de electrodo negativo, un agente conductor y un aglutinante a una lámina de electrodo formada por un material de Cu y secando el material de recubrimiento. Cualquiera de los diversos materiales, tal como grafito natural, grafito artificial o carbono poco cristalino puede usarse como el material activo de electrodo negativo.
[0049] Un separador de la batería secundaria es un elemento clave para asegurar la seguridad de la batería secundaria, y puede estar ubicado entre el electrodo positivo y el electrodo negativo para bloquear el contacto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo y permitir que los iones de litio pasen a través de él. El separador puede fabricarse aplicando un material de recubrimiento que incluye un material cerámico a una superficie de una lámina formada por polietileno (PE) o polipropileno (PP) y secando el material de recubrimiento.
[0050] El aparato de secado de lámina de electrodo 300 según la presente divulgación puede estar configurado para secar la lámina de electrodo E a la que se aplica un material de recubrimiento como se ha descrito anteriormente de tal manera que una porción de borde de la lámina de electrodo E no se seque en exceso.
[0051] Para este fin, el aparato de secado de lámina de electrodo 300 según la presente divulgación puede incluir una estructura de secado 310 y una pluralidad de lámparas de tipo varilla 320a, 320b y puede incluir además al menos una unidad de blindaje 330, una unidad de calentamiento 340, un controlador 350, un sensor de detección de anchura 360 y un sensor de temperatura 370 según una realización.
[0052] La estructura de secado 310 corresponde a un cuerpo del aparato de secado de lámina de electrodo 300 y puede incluir una trayectoria de transferencia 312 a través de la cual se transfiere la lámina de electrodo E.
[0053] La pluralidad de lámparas de tipo varilla 320a, 320b puede estar dispuesta en paralelo entre sí a lo largo de la trayectoria de transferencia 312 de la estructura de secado 310 y cada una puede estar configurada para irradiar ondas electromagnéticas de una determinada banda de longitud de onda a la lámina de electrodo E transferida a través de la trayectoria de transferencia 312. En este caso, cada una de la pluralidad de lámparas de tipo varilla 320a, 320b puede extenderse en una dirección de anchura de la lámina de electrodo E transferida en una dirección longitudinal. También, la pluralidad de lámparas de tipo varilla 320a, 320b puede incluir lámparas infrarrojas de onda media (MIR) para irradiar rayos infrarrojos medios en una banda de longitud de onda de 1400 nm a 3000 nm.
[0054] En particular, la pluralidad de lámparas de tipo varilla 320a, 320b puede incluir lámparas de tipo varilla que tienen varias longitudes.
[0055] En una realización, la pluralidad de lámparas de tipo varilla 320a, 320b puede incluir al menos una primera lámpara de tipo varilla 320a que tiene una longitud suficiente para cubrir ambas porciones de borde de la lámina de electrodo E en la dirección de anchura y una porción central entre ambas porciones de borde y al menos una segunda lámpara de tipo varilla 320b que tiene una longitud inferior a la de la primera lámpara de tipo varilla 320a y suficiente para cubrir únicamente la porción central de la lámina de electrodo E. En este caso, la primera lámpara de tipo varilla 320a puede irradiar ondas electromagnéticas a toda la lámina de electrodo E, incluyendo ambas porciones de borde y la porción central de la lámina de electrodo E en la dirección de anchura. En contraste, la segunda lámpara de tipo varilla 320b puede irradiar ondas electromagnéticas solo a la porción central, excepto por ambas porciones de borde en la dirección de anchura de la lámina de electrodo E.
[0056] Por ejemplo, cuando una anchura de la lámina de electrodo E es de aproximadamente 1400 mm, la primera lámpara de tipo varilla 320a puede tener una longitud que oscila entre 1400 mm y 1600 mm y la segunda lámpara de tipo varilla 320b puede tener una longitud que oscila entre 600 mm y 700 mm.
[0057] También, la primera lámpara de tipo varilla 320a y la segunda lámpara de tipo varilla 320b pueden ser lámparas MIR para irradiar rayos infrarrojos medios pertenecientes a una banda de longitud de onda de 1400 nm a 6000 nm. También, la pluralidad de lámparas de tipo varilla 320a, 320b puede incluir una pluralidad de primeras lámparas de tipo varilla 320a y una pluralidad de segundas lámparas de tipo varilla 320b.
[0058] Según una realización, el aparato de secado de lámina de electrodo 300 puede incluir además al menos otra lámpara de tipo varilla que tiene una longitud diferente de las de la primera lámpara de tipo varilla 320a y la segunda lámpara de tipo varilla 320b.
[0059] Como se ha descrito anteriormente, el aparato de secado de lámina de electrodo 300 según la presente divulgación puede incluir además selectivamente al menos uno de la unidad de blindaje 330, la unidad de calentamiento 340, el controlador 350, el sensor de detección de anchura 360 y el sensor de temperatura 370 según una realización. La unidad de blindaje 330 puede estar configurada para blindar las ondas electromagnéticas irradiadas desde la segunda lámpara de tipo varilla 350b y que se desplazan hacia ambas porciones de borde de la lámina de electrodo E en la dirección de anchura.
[0060] En una realización, la unidad de blindaje 330 puede incluir una placa de blindaje. En este caso, las placas de blindaje pueden proporcionarse en ambos extremos de la segunda lámpara de tipo varilla 320b en una dirección longitudinal de la segunda lámpara de tipo varilla 320b, para blindar las ondas electromagnéticas irradiadas desde la segunda lámpara de tipo varilla 320b hacia ambas porciones de borde de la lámina de electrodo E en la dirección de anchura. En otra realización, la unidad de blindaje 330 puede incluir además unos medios de ajuste de inclinación (no mostrados) para ajustar una inclinación de la placa de blindaje. En este caso, los medios de ajuste de inclinación pueden estar configurados para cambiar un intervalo de irradiación de ondas electromagnéticas irradiadas desde la segunda lámpara de tipo varilla 320b ajustando una inclinación de la placa de blindaje.
[0061] La unidad de calentamiento 340 puede estar configurada para enviar aire caliente a la lámina de electrodo E transferida a través de la trayectoria de transferencia 312 de la estructura de secado 310. Para este fin, la unidad de calentamiento 340 puede incluir una boquilla a través de la cual el aire caliente generado por un calentador y un ventilador se envía hacia la lámina de electrodo E.
[0062] En una realización, el aparato de secado de lámina de electrodo 300 puede incluir una pluralidad de unidades de calentamiento 340. Las unidades de calentamiento pueden estar dispuestas en paralelo entre sí a intervalos regulares a lo largo de la trayectoria de transferencia 312 de la estructura de secado 310.
[0063] En este caso, como se muestra en la figura 1, cuando la primera lámpara de tipo varilla 320a y la segunda lámpara de tipo varilla 320b están ubicadas entre las unidades de calentamiento, tanto la primera lámpara de tipo varilla 320a y la segunda lámpara de tipo varilla 320b pueden estar ubicadas entre las unidades de calentamiento.
[0064] Como se describe de nuevo a continuación, cuando la primera lámpara de tipo varilla 320a y la segunda lámpara de tipo varilla 320b están ubicadas entre las unidades de calentamiento, la primera lámpara de tipo varilla 320a y la segunda lámpara de tipo varilla 320b pueden estar ubicadas alternativamente, es decir, solo una de la primera lámpara de tipo varilla 320a y la segunda lámpara de tipo varilla 320b pueden estar ubicadas entre las unidades de calentamiento.
[0065] Para referencia, aunque las lámparas de tipo varilla, las unidades de blindaje y las unidades de calentamiento están dispuestas solo en una porción superior de la trayectoria de transferencia 312 en la figura 1, las lámparas de tipo varilla, las unidades de blindaje y las unidades de calentamiento también pueden estar dispuestas en una porción inferior de la trayectoria de transferencia 312 según una realización.
[0066] El controlador 350 puede estar configurado para controlar un funcionamiento del aparato de secado de lámina de electrodo 300. En particular, el controlador 350 puede estar configurado para controlar las operaciones de radiación de onda electromagnética de las lámparas de tipo varilla ubicadas en la trayectoria de transferencia 312 de la estructura de secado 310.
[0067] En una realización, el controlador 350 puede estar configurado para dividir las lámparas de tipo varilla ubicadas en la trayectoria de transferencia 312 de la estructura de secado 310 en una pluralidad de grupos de lámparas basándose en las longitudes de lámpara y controlar las operaciones de radiación de onda electromagnética según los grupos de lámparas.
[0068] Para este fin, el controlador 350 puede incluir selectivamente hardware tal como un procesador de propósito general para ejecutar una lógica de control, un circuito integrado de aplicación específica (ASIC), otro conjunto de chips, un circuito lógico, un registro o una memoria. También, el controlador 350 puede incluir una combinación de software tal como un programa informático y el hardware. Es decir, la lógica de control del controlador 350 puede incluir un programa informático y puede almacenarse en la memoria del controlador 350 o en una memoria externa, y el programa informático almacenado puede ejecutarse a través del hardware del controlador 350.
[0069] El sensor de detección de anchura 360 puede estar configurado para detectar una anchura de la lámina de electrodo E que pasa a través de la trayectoria de transferencia 312 de la estructura de secado 310. Para este fin, el sensor de detección de anchura 360 puede incluir un conjunto de sensores ópticos o puede incluir cualquiera de los diversos sensores para detectar una anchura de la lámina de electrodo E.
[0070] En una realización, el controlador 350 puede estar configurado para determinar un grupo de lámparas cuya operación de radiación de onda electromagnética debe realizarse o detenerse de entre la pluralidad de grupos de lámparas, haciendo referencia a la anchura de la lámina de electrodo E detectada por el sensor de detección de anchura 360. El sensor de temperatura 370 puede estar configurado para detectar temperaturas de al menos ambas porciones de borde en la dirección de anchura de entre las porciones de la lámina de electrodo E a secar en la trayectoria de transferencia 312 de la estructura de secado 310. Por ejemplo, el sensor de temperatura 370 puede estar configurado para medir una temperatura sin contacto usando un sensor de infrarrojos, pero la presente divulgación no se limita a ello.
[0071] En una realización, el controlador 350 puede estar configurado para determinar un grupo de lámparas cuya operación de radiación de onda electromagnética debe realizarse o detenerse de entre la pluralidad de grupos de lámparas, haciendo referencia a las temperaturas de ambas porciones de borde de la lámina de electrodo E detectada por el sensor de temperatura 370.
[0072] La figura 2 ilustra un ejemplo de lámina de electrodo para fabricar un electrodo.
[0073] Como se muestra en la figura 2, la lámina de electrodo E usada para fabricar un electrodo se desbobina a partir de un estado bobinado en forma de rollo, se transfiere en una dirección longitudinal (dirección del eje X) y se somete a un proceso de aplicación y secado de material de recubrimiento.
[0074] Cuando ambas porciones de borde Es1, Es2 de la lámina de electrodo E en una dirección de una anchura W y una porción central Ec ubicada entre ambas porciones de borde Es1, Es2 se secan a la misma temperatura, ambas porciones de borde Es1, Es2 se secan más rápidamente que la porción central Ec y se secan en exceso. Esto se debe a que la cantidad de material de recubrimiento cargado en ambas porciones de borde Es1, Es2 es menor que la de la porción central Ec y ambas porciones de borde Es1, Es2 se calientan más rápidamente que la porción central Ec. El secado en exceso de ambas porciones de borde Es1, Es2 provoca arrugas o grietas térmicas en ambas porciones de borde Es1, Es2.
[0075] Para resolver los problemas, el aparato de secado de lámina de electrodo 300 según la presente divulgación puede ajustar la cantidad de energía electromagnética transmitida a ambas porciones de borde Es1, Es2 de la lámina de electrodo E en la dirección de la anchura W secando la lámina de electrodo E mediante el uso de lámparas de tipo varilla que tienen varias longitudes.
[0076] Por ejemplo, de entre las lámparas de tipo varilla dispuestas en paralelo entre sí a lo largo de la trayectoria de transferencia 312 de la estructura de secado 310, algunas lámparas pueden ser las primeras lámparas de tipo varilla 320a, cada una teniendo una longitud suficiente para cubrir las anchuras Ws1, Ws2 de ambas porciones de borde y una anchura Wc de la porción central correspondiente a toda la anchura W de la lámina de electrodo E y otras lámparas pueden ser las segundas lámparas de tipo varilla 320b cada una teniendo una longitud suficiente para cubrir únicamente la anchura Wc de la porción central de la lámina de electrodo.
[0077] La figura 3 ilustra una disposición de lámparas de tipo varilla del aparato de secado de lámina de electrodo 300, según una realización de la presente divulgación.
[0078] Como se muestra en la figura 3, la trayectoria de transferencia 312 a través de la cual se transfiere una lámina de electrodo puede proporcionarse en la estructura de secado 310 del aparato de secado de lámina de electrodo 300 según una realización de la presente divulgación. Como se ha descrito anteriormente, una pluralidad de primeras lámparas de tipo varilla 320a, una pluralidad de segundas lámparas de tipo varilla 320b y una pluralidad de unidades de calentamiento 340 pueden estar ubicadas en la trayectoria de transferencia 312 de la estructura de secado 310, y la unidad de blindaje 330, el sensor de detección de anchura 360 y el sensor de temperatura 370 pueden estar ubicados más lejos.
[0079] En este caso, las unidades de calentamiento pueden estar dispuestas paralelas entre sí a intervalos regulares a lo largo de la trayectoria de transferencia 312. También, cuando la primera lámpara de tipo varilla 320a y la segunda lámpara de tipo varilla 320b están ubicadas entre las unidades de calentamiento, tanto la primera lámpara de tipo varilla 320a y la segunda lámpara de tipo varilla 320b pueden estar ubicadas entre las unidades de calentamiento. La figura 4 ilustra una disposición de lámparas de tipo varilla de un aparato de secado de lámina de electrodo 300A, según una realización modificada de la presente divulgación.
[0080] Como se muestra en la figura 4, la trayectoria de transferencia 312 a través de la cual se transfiere una lámina de electrodo puede proporcionarse en la estructura de secado 310 del aparato de secado de lámina de electrodo 300A según una realización modificada de la presente divulgación. Como se ha descrito anteriormente, una pluralidad de primeras lámparas de tipo varilla 320a, una pluralidad de segundas lámparas de tipo varilla 320b y una pluralidad de unidades de calentamiento 340 pueden estar ubicadas en la trayectoria de transferencia 312 de la estructura de secado 310, y la unidad de blindaje 330, el sensor de detección de anchura 360 y el sensor de temperatura 370 pueden estar ubicados más lejos.
[0081] En este caso, las unidades de calentamiento pueden estar dispuestas paralelas entre sí a intervalos regulares a lo largo de la trayectoria de transferencia 312. También, cuando la primera lámpara de tipo varilla 320a y la segunda lámpara de tipo varilla 320b están ubicadas entre las unidades de calentamiento, la primera lámpara de tipo varilla 320a y la segunda lámpara de tipo varilla 320b pueden estar ubicadas alternativamente, es decir, solo una de la primera lámpara de tipo varilla 320a y la segunda lámpara de tipo varilla 320b pueden estar ubicadas entre las unidades de calentamiento.
[0082] La figura 5 ilustra una disposición de lámparas de tipo varilla de un aparato de secado de lámina de electrodo 300B, según otra realización modificada de la presente divulgación.
[0083] Como se muestra en la figura 5, el aparato de secado de lámina de electrodo 300B según otra realización modificada de la presente divulgación puede incluir además al menos una tercera lámpara de tipo varilla 320c que tiene una longitud diferente de las de la primera lámpara de tipo varilla 320a y la segunda lámpara de tipo varilla 320b. También, el aparato de secado de lámina de electrodo 300B puede incluir además una unidad de blindaje 322 para blindar las ondas electromagnéticas irradiadas desde la tercera lámpara de tipo varilla 320c y que se desplazan hacia ambas porciones de borde de una lámina de electrodo en una dirección de anchura (dirección del eje Y).
[0084] La trayectoria de transferencia 312 a través de la cual se transfiere la lámina de electrodo puede estar provista en la estructura de secado 310 del aparato de secado de lámina de electrodo 300B. Como se ha descrito anteriormente, una pluralidad de primeras lámparas de tipo varilla 320a, una pluralidad de segundas lámparas de tipo varilla 320b, una pluralidad de terceras lámparas de tipo varilla 320c y una pluralidad de unidades de calentamiento 340 pueden estar ubicadas en la trayectoria de transferencia 312 de la estructura de secado 310, y la unidad de blindaje 330, el sensor de detección de anchura 360 y el sensor de temperatura 370 pueden estar ubicados más lejos. Para referencia, la tercera lámpara de tipo varilla 320c puede tener una longitud inferior a la de la segunda lámpara de tipo varilla 320b. En este caso, las unidades de calentamiento pueden estar dispuestas paralelas entre sí a intervalos regulares a lo largo de la trayectoria de transferencia 312. También, cuando la primera lámpara de tipo varilla 320a, la segunda lámpara de tipo varilla 320b y la tercera lámpara de tipo varilla 320c están ubicadas entre las unidades de calentamiento, la primera lámpara de tipo varilla 320a, la segunda lámpara de tipo varilla 320b y la tercera lámpara de tipo varilla 320c pueden estar ubicadas alternativamente, es decir, solo una de las primera a tercera lámparas de tipo varilla 320a, 320b, 320c puede estar ubicada entre las unidades de calentamiento.
[0085] En una realización, la primera lámpara de tipo varilla 320a, la segunda lámpara de tipo varilla 320b y la tercera lámpara de tipo varilla 320c pueden disponerse de modo que las longitudes de las lámparas de tipo varilla ubicadas a lo largo de la trayectoria de transferencia 312 disminuyan o aumenten gradualmente en una dirección de transferencia (dirección del eje X) de la lámina de electrodo.
[0086] La figura 6 ilustra un sistema de fabricación de electrodo 10A, según una realización modificada de la presente divulgación.
[0087] Como se muestra en la figura 6, el sistema de fabricación de electrodo 10A según una realización modificada de la presente divulgación puede estar configurado para fabricar un electrodo usando una pluralidad de aparatos de secado de lámina de electrodo 300', 300". En particular, el sistema de fabricación de electrodo 10A puede estar configurado para cambiar un modo de funcionamiento.
[0088] Para este fin, el sistema de fabricación de electrodo 10A puede incluir una primera unidad de transferencia 100A, una primera unidad de recubrimiento 200A, un primer aparato de secado de lámina de electrodo 300', un primer sensor de detección de material de recubrimiento 400A, una segunda unidad de transferencia 100B, una segunda unidad de recubrimiento 200B, un segundo aparato de secado de lámina de electrodo 300'', un segundo sensor de detección de material de recubrimiento 400B y una tercera unidad de transferencia 500.
[0089] En este caso, las primera y segunda unidades de transferencia 100A, 100B corresponden a la unidad de transferencia 100 de la figura 1 en configuraciones y funciones detalladas, las primera y segunda unidades de recubrimiento 200A, 200B corresponden a la unidad de recubrimiento 200 de la figura 1 en configuraciones y funciones detalladas, los primer y segundo aparatos de secado de lámina de electrodo 300', 300" corresponden al aparato de secado de lámina de electrodo 300 de la figura 1 en configuraciones y funciones detalladas, y los primer y segundo sensores de detección de material de recubrimiento 400A, 400B corresponden al sensor de detección de material de recubrimiento 400 de la figura 1 en configuraciones y funciones detalladas. Sin embargo, los primer y segundo aparatos de secado de lámina de electrodo 300', 300'' pueden estar controlados por un controlador 350.
[0090] En un primer modo de funcionamiento del sistema de fabricación de electrodo 10A, una unidad de desbobinado 110A, un rodillo de transferencia 120A y una unidad de rebobinado 130A de la primera unidad de transferencia 100A pueden estar configurados para transferir una primera lámina de electrodo E1 bobinada en forma de rollo al primer aparato de secado de lámina de electrodo 300' desde entre una pluralidad de aparatos de secado de lámina de electrodo y secar la primera lámina de electrodo E1.
[0091] También, en el primer modo de funcionamiento, una unidad de desbobinado 110B, un rodillo de transferencia 120B y una unidad de rebobinado 130B de la segunda unidad de transferencia 100B pueden estar configurados para transferir una segunda lámina de electrodo E2 bobinada en forma de rollo separada de la primera lámina de electrodo E1 al segundo aparato de secado de lámina de electrodo 300" desde entre la pluralidad de aparatos de secado de lámina de electrodo y secar la segunda lámina de electrodo E2.
[0092] La tercera unidad de transferencia 500 puede estar configurada para proporcionar una línea de transferencia de lámina de electrodo entre el primer aparato de secado de lámina de electrodo 300' y el segundo aparato de secado de lámina de electrodo 300". Para este fin, la tercera unidad de transferencia 500 puede incluir un rodillo de derivación 510 para transferir una lámina de electrodo que se seca principalmente en el primer aparato de secado de lámina de electrodo 300' al segundo aparato de secado de lámina de electrodo 300".
[0093] La figura 7 ilustra un estado en el que cambia un modo de funcionamiento del sistema de fabricación de electrodo 10A de la figura 6.
[0094] Como se muestra en la figura 7, cuando un modo de funcionamiento del sistema de fabricación de electrodo 10A cambia del primer modo de funcionamiento a un segundo modo de funcionamiento, la primera unidad de transferencia 100A puede estar configurada para transferir una tercera lámina de electrodo E1 al primer aparato de secado de lámina de electrodo 300' y secar principalmente la tercera lámina de electrodo E1, y la tercera unidad de transferencia 500 puede estar configurada para transferir la tercera lámina de electrodo E1 que está secada principalmente al segundo aparato de secado de lámina de electrodo 300" y secar secundariamente la tercera lámina de electrodo E1. En este caso, la unidad de desbobinado 110A y el rodillo de transferencia 120A de la primera unidad de transferencia 100A pueden funcionar de la misma manera que en el primer modo de funcionamiento, pero la unidad de rebobinado 130A de la primera unidad de transferencia 100A puede detener su funcionamiento. También, la unidad de desbobinado 110B de la segunda unidad de transferencia 100B detiene su funcionamiento, pero el rodillo de transferencia 120B y la unidad de rebobinado 130B de la segunda unidad de transferencia 100B pueden funcionar de la misma manera que en el primer modo de funcionamiento.
[0095] Como se ha descrito anteriormente, según la presente divulgación, dado que un material de recubrimiento aplicado a una lámina de electrodo se seca usando lámparas de tipo varilla que irradian ondas electromagnéticas en una banda de longitud de onda con alta absorción de energía y la energía de las ondas electromagnéticas que llegan a la lámina de electrodo se diferencia para cada porción de la lámina de electrodo ajustando las longitudes y la disposición de las lámparas de tipo varilla, se puede reducir el tiempo de un proceso de secado y mejorar la eficacia de secado, así como mejorar la calidad y rendimiento del recubrimiento de electrodo impidiendo las arrugas o grietas térmicas causadas por el secado en exceso de una porción de borde de la lámina de electrodo en un proceso real de secado de lámina de electrodo.
[0096] También, dado que las lámparas de tipo varilla aplicadas para el secado de lámina de electrodo tienen varias longitudes, las lámparas de tipo varilla se dividen en una pluralidad de grupos de lámparas según sus longitudes, y las operaciones de radiación de onda electromagnética se controlan de forma adaptativa según los grupos de lámparas refiriéndose a una anchura de una lámina de electrodo que se va a secar o a una temperatura de una porción de borde con una velocidad de secado relativamente alta, se puede asegurar una alta calidad y rendimiento de recubrimiento y se pueden reducir los costes de construcción de un sistema de fabricación de electrodo, incluso cuando cambia la anchura de la lámina de electrodo o un material de recubrimiento.
[0098] También, dado que se proporciona selectivamente una línea de transferencia de lámina de electrodo que pasa a través de cada uno de una pluralidad de aparatos de secado de lámina de electrodo o una línea de transferencia de lámina de electrodo modificada que pasa secuencialmente a través de toda la pluralidad de aparatos de secado de lámina de electrodo, un tipo de un material de recubrimiento aplicado durante un proceso de fabricación de electrodo, una temperatura de secado y un tiempo de secado pueden modificarse, y los tipos de productos que pueden producirse con el mismo sistema de fabricación pueden diversificarse.

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES
1. Un aparato de secado de lámina de electrodo para secar una lámina de electrodo a la que se aplica un material de recubrimiento, comprendiendo el aparato de secado de lámina de electrodo:
una estructura de secado que comprende una trayectoria de transferencia (312) a través de la cual se transfiere la lámina de electrodo (E); y
una pluralidad de lámparas de tipo varilla (320a, 320b) dispuestas en paralelo entre sí a lo largo de la trayectoria de transferencia (312) y configuradas para irradiar ondas electromagnéticas de una determinada banda de longitud de onda a la lámina de electrodo (E) transferida a través de la trayectoria de transferencia (312),caracterizado por quela pluralidad de lámparas de tipo varilla (320a, 320b) comprende:
una primera lámpara de tipo varilla (320a) que tiene una longitud suficiente para cubrir ambas porciones de borde de la lámina de electrodo (E) en una dirección de anchura y una porción central entre ambas porciones de borde; y
una segunda lámpara de tipo varilla (320b) que tiene una longitud inferior a la longitud de la primera lámpara de tipo varilla (320a) y suficiente para cubrir únicamente la porción central de la lámina de electrodo (E).
2. El aparato de secado de lámina de electrodo según la reivindicación 1, que comprende además una unidad de blindaje (330) configurada para blindar las ondas electromagnéticas irradiadas desde la segunda lámpara de tipo varilla (320b) y que se desplazan hacia ambas porciones de borde de la lámina de electrodo (E).
3. El aparato de secado de lámina de electrodo según la reivindicación 1, que comprende además unidades de calentamiento dispuestas a determinados intervalos a lo largo de la trayectoria de transferencia (312) y configuradas para enviar aire caliente a la lámina de electrodo (E) transferida a través de la trayectoria de transferencia (312).
4. El aparato de secado de lámina de electrodo según la reivindicación 3, en donde, cuando la primera lámpara de tipo varilla (320a) y la segunda lámpara de tipo varilla (320b) están ubicadas entre las unidades de calentamiento, tanto la primera lámpara de tipo varilla (320a) como la segunda lámpara de tipo varilla (320b) están ubicadas entre las unidades de calentamiento o solo una de la primera lámpara de tipo varilla (320a) y la segunda lámpara de tipo varilla (320b) están ubicadas entre las unidades de calentamiento.
5. El aparato de secado de lámina de electrodo según la reivindicación 1, en donde la pluralidad de lámparas de tipo varilla (320a, 320b) además comprende al menos otra lámpara de tipo varilla que tiene una longitud diferente de las longitudes de la primera lámpara de tipo varilla (320a) y la segunda lámpara de tipo varilla (320b).
6. El aparato de secado de lámina de electrodo según la reivindicación 5, en donde la pluralidad de lámparas de tipo varilla (320a, 320b) está dispuesta a lo largo de la trayectoria de transferencia (312) de modo que las longitudes de las lámparas de tipo varilla (320a, 320b) disminuyen o aumentan gradualmente en una dirección de transferencia de la lámina de electrodo (E).
7. El aparato de secado de lámina de electrodo según la reivindicación 1, que comprende además un controlador (350) configurado para controlar las operaciones de radiación de onda electromagnética de la pluralidad de lámparas de tipo varilla (320a, 320b),
en donde el controlador (350) está configurado para dividir la pluralidad de lámparas de tipo varilla (320a, 320b) en una pluralidad de grupos de lámparas basándose en las longitudes de lámpara y controlar las operaciones de radiación de onda electromagnética según la pluralidad de grupos de lámparas.
8. El aparato de secado de lámina de electrodo según la reivindicación 7, que comprende además un sensor de detección de anchura (360) configurado para detectar una anchura de la lámina de electrodo (E),
en donde el controlador (350) está configurado para determinar un grupo de lámparas cuya operación de radiación de onda electromagnética debe realizarse o detenerse de entre la pluralidad de grupos de lámparas, haciendo referencia a la anchura de la lámina de electrodo (E) detectada por el sensor de detección de anchura (360).
9. El aparato de secado de lámina de electrodo según la reivindicación 7, que comprende además un sensor de temperatura (370) configurado para detectar las temperaturas de al menos ambas porciones de borde de entre las porciones de la lámina de electrodo (E) que se va a secar,
en donde el controlador (350) está configurado para determinar un grupo de lámparas cuya operación de radiación de onda electromagnética debe realizarse o detenerse de entre la pluralidad de grupos de lámparas, haciendo referencia a las temperaturas de ambas porciones de borde detectadas por el sensor de temperatura (370).
10. Un sistema de fabricación de electrodo para fabricar un electrodo usando el aparato de secado de lámina de electrodo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
11. El sistema de fabricación de electrodo (10A) según la reivindicación 10, en donde el sistema de fabricación de electrodo (10A) comprende una pluralidad de aparatos de secado de lámina de electrodo (300', 300''), y además
comprende:
una primera unidad de transferencia (100A) configurada para, en un primer modo de funcionamiento del sistema de fabricación de electrodo, transferir una primera lámina de electrodo (E1) a un primer aparato de secado de lámina de electrodo (300') de entre la pluralidad de aparatos de secado de lámina de electrodo y secar la primera lámina de electrodo (E1); y
una segunda unidad de transferencia (100B) configurada para, en el primer modo de funcionamiento, transferir una segunda lámina de electrodo (E2) a un segundo aparato de secado de lámina de electrodo (300") de entre la pluralidad de aparatos de secado de lámina de electrodo y secar la segunda lámina de electrodo (E2).
12. El sistema de fabricación de electrodo según la reivindicación 11, que comprende además una tercera unidad de transferencia (500) configurada para proporcionar una línea de transferencia de lámina de electrodo entre el primer aparato de secado de lámina de electrodo (300') y el segundo aparato de secado de lámina de electrodo (300"), en donde, cuando un modo de funcionamiento del sistema de fabricación de electrodo cambia del primer modo de funcionamiento a un segundo modo de funcionamiento, la primera unidad de transferencia (100A) está configurada para transferir una tercera lámina de electrodo al primer aparato de secado de lámina de electrodo (300') y secar principalmente la tercera lámina de electrodo, y la tercera unidad de transferencia (500) está configurada para transferir la tercera lámina de electrodo que está secada principalmente al segundo aparato de secado de lámina de electrodo (300") y secar secundariamente la tercera lámina de electrodo.
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