TWM567491U - Battery separator drying device - Google Patents

Abstract

本創作係一種電池隔膜乾燥裝置，主要用在薄膜電池自動化作業流程並提供該電池隔膜一完全乾燥作用，使該正、負極板及隔離膜之間以間隔順序疊設成電芯的過程中，利用該乾燥裝置對呈捲形長條狀之隔離膜進行完全展開且持續乾燥作用，以確保有效地摒除隔離膜本身所含水分；該乾燥裝置主要包括一密閉空間，且內設有多組彼此具一定間隔距離的滾柱自由排列，使捲形長條狀的隔離膜能繞設所有的滾柱得到全面性的展開狀態，配合引入該密閉空間的循環持續強風對該隔離膜強力吹拂達到所需之乾燥效果。

Description

電池隔膜乾燥裝置

本創作係有關於一種薄膜型電池製程中所使用之專用設備，特別是指一種適用於全自動沖切至封裝一體化生產之電池隔膜乾燥裝置。

按，鋰二次電池均採用無水有機溶劑或有機聚合物作為電解液，要求電池內部不含水分子，一方面因為鋰金屬具有高化學活潑性，鋰金屬與水接觸會發生劇烈化學反應，恐引起電池爆炸；另一方面，水分子與電解液反應，導致鋰二次電池毒化，容易降低鋰二次電池之使用壽命。

現行以鋁塑膜做為電池包裝材之電池，在一體化生產的製程上如圖1所示，主要包括：有極片及極耳的模切過程(A)、極片的疊片過程(B)、極耳的焊接過程(C)、電芯的鋁塑膜封裝過程(D)、電芯的烘烤過程(E)、及電芯的注入電解液過程(F)等環節；其中關於烘烤過程一節，主要是將以鋁塑膜封裝好，但留一側邊未封口的電芯結構送入烘烤機內進行全面性的烘烤乾燥，使整個電芯完全摒除水分後，再進入下一環節的注入電解液作業。

由上述可知，現階段廠商對於電池生產過程的水分來源，大都針對隔離膜，或是生產製造空間的環境濕度做為控制的項目與手段；由 於隔離膜本身是一種多孔性的塑料薄膜，吸水性很大，且水分一般不會與隔離膜發生化學反應，只要通過烘烤就可以基本消除，因此少有針對隔離膜進行很嚴格地水分控制。不過要控制空氣中的濕度或儘可能摒除水分，著實需要花費更高的成本與代價，甚至最終仍無法避免製程中殘留一定量之水分子。

目前多數廠商所採取之烘烤方式，主要是將已經鋁塑膜封裝但留有一側開口之電芯結構由生產線上取下，逐一放入烘烤機內進行烘烤乾燥，藉以將鋁塑膜內之電芯結構(特別是隔離膜本身)完全地消除所含水分，而平均烘烤花費時間約為72小時，待完成後再將該電芯結構送回生產線上進行下一個注入電解液作業。

惟，此種須將電芯結構先移下生產線再進行烘烤乾燥的做法，不僅中斷了自動化之量產，使整體產能的效率降低，尤其是已被多層正、負極片間隔設施的隔離膜早被壓在其中，水分不易消除，此時再進行烘烤乾燥，一方面烘烤的時間會拉長，另一方面則導致大量的電芯結構必須尋求空間置放等待烘烤作業完成；完成後還要再將電芯結構運回自動化線上才能進行注入電解液。整體而言，該烘烤過程不僅費時又費工，且會使自動化量產作業形成中斷，又需要二次加工的耗時耗力，實不符合經濟效益。

緣是，如何解決前述電池製作上之缺失，而提供一種更能再縮短製程時間，以全面提昇量產效率，誠是業界更應努力研發、突破之重點方向。

本創作之主要目的即在提供一種電池隔膜乾燥裝置，可解決習知電池製程中在電芯烘烤乾燥時必須中斷生產線的問題，使尚未組成電芯的隔離膜在疊片過程之前，即先對該隔離膜進行全面乾燥作用，以縮短整體製程時效，達到全自動沖切至封裝一體化生產電池之效益。

根據本創作之目的，本案創作人乃提出一種電池隔膜乾燥裝置，該裝置用於薄膜型電池之自動化製程，包括有：模切、疊片、焊接、封裝、注液等過程，特別是：在該疊片過程之前增設一乾燥裝置，提供完全乾燥作用，使該正、負極板及隔離膜尚未疊設成電芯之疊片過程之前，利用該乾燥裝置預先對該隔離膜進行全面性地展開，並持續地進行乾燥作用，以確保有效地摒除隔離膜本身所含水分。

上述之乾燥裝置，主要具有一密閉空間，在該密閉空間內設有多組彼此具一定間隔距離的滾柱自由排列，提供呈捲形長條狀的隔離膜能經由繞設所有的滾柱時得到全面性的展開狀態，該密閉空間設有一外部風力機構，利用管路連結至該密閉空間內形成一進一出之循環放送作用，藉此提供持續強風對該密閉空間內已展開之隔離膜進行強力吹拂，達到全面性乾燥作用。

上述連接於該密閉空間之該管路，分別連接配置在該隔離膜展開之前端、後端，為循環放送之最佳配置。

習用：

(A)‧‧‧模切過程

(B)‧‧‧疊片過程

(C)‧‧‧焊接過程

(D)‧‧‧鋁塑膜封裝過程

(E)‧‧‧烘烤過程

(F)‧‧‧注入電解液過程

本創作：

(1)‧‧‧乾燥裝置

(11)‧‧‧密閉空間

(12)‧‧‧滾柱

(13)‧‧‧外部風力機構

(131)‧‧‧管路

(2)‧‧‧隔離膜

(3)‧‧‧正極板

(4)‧‧‧負極板

(5)‧‧‧刀具

(001)‧‧‧模切

(002)‧‧‧乾燥

(003)‧‧‧疊片

(004)‧‧‧焊接

(005)‧‧‧封裝

(006)‧‧‧注液

圖1係習知電池製程之概略流程圖。

圖2係本創作一較佳實施例之乾燥裝置適用之薄膜型電池製程圖。

圖3係本創作一較佳實施例之乾燥裝置示意圖。

圖4係本創作另一較佳實施例之乾燥裝置示意圖。

請參閱圖2，係揭露有本創作一較佳實施例之電池隔膜乾燥裝置所適用的製程。如圖所示，該裝置適用於薄膜型電池之自動化製程，該製程包括有：模切(001)、乾燥(002)、疊片(003)、焊接(004)、封裝(005)、注液(006)等過程。其中該模切(001)過程主要提供裁切極片及沖切極耳之作業；該乾燥(002)過程主要提供呈捲形長條狀之隔離膜的乾燥作業；該疊片(003)過程主要提供正、負極板交疊作業；該焊接(004)過程主要對正、負極板的正、負極進行焊接作業；該封裝(005)作業主要提供電芯放入鋁塑膜內進行封裝(含頂封及側封，並預留一側開口)；該注液(006)過程主要提供被鋁塑膜封裝之電芯進行電解液的注入，完成後再將開口封閉，靜置並統一倉儲。

請參閱圖3所示，本創作所設計之乾燥裝置(1)，即是用在上述製程中之乾燥(002)過程，主要具有一密閉空間(11)，在該密閉空間(11)內設有多組具有一定間隔距離的滾柱(12)任意排列，提供呈捲形長條狀的隔離膜(2)能藉由繞設所有的滾柱(12)得到全面性的展開狀態，又該密閉空間(11)設有一外部風力機構(13)，利用管路(131)連結至該密閉空間(11)內形成一進一出之循環放送作用，藉此提供持續強風對該密閉空間(11)內已展開之隔離膜(2)進行強力吹拂，達到全面性乾燥作用。圖中連接於該密閉空間(11)之該管路(131)，分別連接配置在該隔離膜(2)展開之前端、後端，為循環放送其中一種配置。

本創作主要是在已知的薄膜電池製程中的模切(001)與疊片(003)過程中增設一乾燥裝置(1)提供乾燥(002)過程，藉此可使該正、負極板與隔離膜(2)尚未疊設成電芯之疊片過程之前，透過該乾燥裝置(1)對該隔離膜(2)形成展狀態並預先進行持續性地全面乾燥作用，以確保有效地摒除隔離膜本身所含水分。待完成正、負極板(3、4)與隔離膜的交疊後，利用刀具(5)切斷隔離膜(2)進行貼膠定位。

上述經由預先乾燥的隔離膜(2)在進行與正、負極板進行交疊的疊片(002)過程後，由於該隔離膜(2)本身已被預先乾燥摒除所含水分，且之後的每一過程均在密閉環境下進行，對於環境濕度有足夠的控制，因此在完成封裝(005)過程後不需要再進入烘烤，而是直接進行注液(006)過程即可，如此一來，便能免除因烘烤作業需下生產線處理，並耗費大量時間烘乾後再以手力方式回到生產線上的製程，達到全自動沖切至封裝一體化生產之電池製程，既能縮短製程時間，又能利於量產，並提昇經濟效益。

請參閱圖4所示，本創作之裝置特別適用於薄片(膜)型電池製程，在製程中之疊片(003)過程之前，先利用乾燥裝置(1)使隔離膜(2)繞設密閉空間(11)內所有的上、下滾柱(12)得到全面性的展開狀態，同時受到循環強風持續吹拂，使該隔離膜(2)本身所含水分能被確實摒除，之後再進行疊片(003)過程，令同樣是薄片呈捲形長條狀的正、負極板(3、4)分別於該隔離膜(2)的相對面，並再以刀具(5)切斷後而形成捲片型的電芯結構；此處加入的乾燥(002)過程與乾燥裝置(1)，均無礙原自動化生產線的一貫生產製程，且能有效地提昇量產效率，以收經濟效益。

本創作在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效， 且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。

Claims (1)

1. 一種電池隔膜乾燥裝置，主要具有一密閉空間，在該密閉空間內設有多組彼此具一定間隔距離的滾柱自由排列，提供呈捲形長條狀的隔離膜能經由繞設所有的滾柱得到全面性的展開狀態，該密閉空間設有一外部風力機構，利用管路連結至該密閉空間內形成一進一出之循環放送型式，藉此提供持續風力對該密閉空間內已展開之隔離膜進行強力吹拂，達到全面性乾燥作用。