一种极片烘干设备的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池极片烘干设备技术领域，具体涉及一种极片烘干设备。


背景技术：

2.随着锂离子电池行业的发展，锂离子电池应用越来越广，作为一种重要的储能器件，锂离子电池吸引了越来越多的关注。锂离子电池具有高能量密度、高工作电压、长循环寿命等优异的性能，使得其广泛应用于3c数码产品、新能源汽车、储能等领域。
3.而锂离子电池电极极片的干燥对于锂离子电池的寿命与容量有很大的作用，现有干燥电极的方法是将冲切后成型的电极堆放在一起，直接放入恒温烘箱内，抽真空后加热至90-130℃，恒温加热12-24小时后完成电极干燥。由于烘干过程中，极片中水分和添加剂同时会逸出蒸发，烘箱内的气体会受到一定程度的污染，造成烘干工艺不稳定，严重影响了极片的烘干效果。
4.如申请号为：cn201610880252.7的中国专利公开了一种锂离子电池电极干燥装置，包括恒温干燥箱，所述恒温干燥箱顶端设有惰性气体进气阀与抽真空阀，恒温干燥箱内部设有转动轴a与转动轴b，电极卷安装在转动轴b上，另一个空极卷轴安装在转动轴a上。一种锂离子电池电极干燥方法，所述干燥方法包括以下步骤：a、极卷安装：将碾压后的极卷安装在转动轴b上，将另一空极卷轴安装在转动轴a上，极卷最外端按照顺时针牵引至空极卷轴上，用耐高温胶带固定，同时固定极卷轴；b、抽真空：安装好极卷后，将恒温干燥箱门关闭，并关闭惰性气体进气阀门，打开真空阀门，将恒温干燥箱内部抽真空，关闭真空阀门；c、充惰性干燥气体：打开惰性干燥气体进气阀门，向恒温干燥箱内充入干燥惰性气体，然后关闭惰性干燥气体进气阀门；d、电极烘烤：开启恒温干燥箱加热开关，加热惰性干燥气体，使烘箱内部温度升至90-130℃后保持恒温；启动转动轴a，使其牵引极片按照顺时针方向转动，极片走速为1-5米/分钟；当极卷从转动轴b完全收卷至转动轴a后，极卷静态烘烤60-240分钟，再使转动轴a和转动轴b逆时针转动，极片走速为1-5米/分钟；每120-360分钟为一个动态烘烤周期，每隔120-180分钟抽一次真空至1-5torr，然后充入干燥惰性气体至箱内压力为500-600torr；e、电极冷却：完成电极烘烤后，关闭加热开关，开启循环水冷系统，使恒温干燥箱内温度降低至25-60℃后，完成电极干燥。
5.再如申请号为cn201410261853.0的中国专利公开了一种极片干燥装置，极片包括集流体和设置在集流体的表面上的含有活性材料的活性材料层，所述极片干燥装置包括：放卷机构，提供并输送待干燥的极片并使待干燥的极片的集流体接地；收卷机构，将干燥后的极片进行收卷并使干燥后的极片的集流体接地；以及微波烘烤机构，设置于放卷机构和收卷机构之间。其中，微波烘烤机构包括：金属箱体，接地且具有相对的供待干燥的极片进入的入口和供干燥后的极片出来的出口；绝缘内层，贴覆在金属箱体的内壁；微波发生器，设置于金属箱体外部，产生微波；微波导波管，连接微波发生器和金属箱体，将微波发生器产生的微波导入金属箱体内部，以对待干燥的极片进行烘烤，以获得干燥后的极片；微波吸收组件，设置在金属箱体的出口或靠近出口，吸收多余微波；出气口，设置于金属箱体的一
侧壁；热气管，一端连接出气口；进气口，设置于金属箱体的一侧壁，连接热气管的另一端；以及除水器，设置于热气管上并位于进气口的上游，吸收热气管中气体的水分。
6.上述专利存在的不足之处：由于极片卷展开烘干再收卷，该工作过程是持续性的过程，不可能通过简单的非连续性的排气充气、开启设备仓门等方式，来保持烘干腔体内气体的清洁度，造成较大的工艺不稳定性，进而影响了极片的烘干效果。另外，现有极片烘干设备需要大量向烘箱内充入、排出惰性气体，不但会造成高额的烘干成本，而且还会造成污染外界环境。
7.因此，针对目前现有技术极片烘干设备及方法无法解决上述存在的一系列问题，尤其是解决烘箱内的气体在烘干过程中受到污染，影响极片烘干效果的问题，对于本领域技术人员来说是很头疼的一个问题。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本实用新型实施例的目的之一提供了一种用于干燥设备主体的气体管路系统，通过设置在干燥设备主体外部的气体管路系统，该干燥设备主体内的气体经干燥设备主体的出气口流出，依次经出气管，在驱动装置(抽气机)的驱动下、流经净化装置对气体进行吸附过滤和净化后流入干燥设备主体内，实现干燥设备主体内的气体循环和清洁处理，烘干工艺稳定，大大改善了烘干效果，使干燥设备主体内的气体能够循环重复利用，达到减少气体损耗，节约成本，且能有效防止气体污染外界环境的有益效果，解决了现有技术中因烘箱内的气体在烘干过程中受到污染而造成的影响烘干效果，烘干成本较高及污染外界环境的问题。
9.为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种极片烘干设备，包括干燥设备主体，其上设置有进气口和出气口，还包括气体管路系统，该气体管路系统连接在所述干燥设备主体上，所述气体管路系统包括用于净化所述干燥设备主体内气体的净化装置；
10.所述干燥设备主体内的气体经所述出气口流出，并经所述净化装置处理后，再经所述进气口流入所述干燥设备主体内。
11.进一步地，所述气体管路系统还包括：出气管，该出气管的一端与所述出气口连接，另一端与所述净化装置连接；进气管，该进气管的一端与所述进气口连接，另一端与所述净化装置连接；驱动装置，设置于所述出气管或所述进气管上，用于驱动所述气体管路系统内的气体进行循环流动；换热装置，用于所述出气管和所述进气管之间热量交换。
12.进一步地，所述换热装置上设置有第一进口、第一出口和第二进口、第二出口，所述第一进口通过所述出气管与所述出气口连接，所述第一出口通过所述出气管与所述净化装置连接，所述第二进口通过所述进气管与所述净化装置连接，所述第二出口通过所述进气管与所述进气口连接。
13.进一步地，所述换热装置内设置有至少一组换热单元，所述换热单元包括第一管和第二管，所述第一管连接于所述第一进口、第一出口之间，所述第二管连接于所述第二进口、第二出口之间。
14.进一步地，所述第一管和第二管的设置方式包括以下三种中的至少一种：
15.①
所述第一管和第二管互为螺旋缠绕在一起，所述第一管和所述第二管的管外壁紧密贴合；
16.②
所述第一管和第二管为同心管；
17.③
所述第一管和第二管熔铸在一起，熔铸材料为导热材料。
18.进一步地，所述气体管路系统还包括用于控制管路气体温度的冷却装置。
19.进一步地，所述冷却装置设置于所述第一出口与所述净化装置之间，该净化装置与所述冷却装置之间安装有测温器。
20.进一步地，所述第二出口与所述进气口之间安装有加热机构，该加热机构与所述进气口之间安装有温度传感器。
21.进一步地，所述净化装置包括用于净化气体的净化机构和用于降低气体含水量的干燥机构，该净化装置上设有用于检测气体清洁度的净化检测器和用于检测气体含水量的干燥检测器。
22.进一步地，所述净化机构包括过滤部件和收集部件，该过滤部件和收集部件均可重复使用。
23.本实用新型的有益效果：
24.1、本实用新型通过设置在干燥设备主体上的气体管路系统，该干燥设备主体内的气体经干燥设备主体的出气口流出，经气体管路系统的净化装置对气体进行吸附过滤和净化后流入干燥设备主体内，实现干燥设备主体内的气体循环和清洁处理，提高了烘干工艺稳定性，大大改善了烘干效果，使干燥设备主体内的气体能够循环重复利用，达到减少气体损耗，节约成本，且能有效防止气体污染外界环境的有益效果。
25.2、本实用新型通过干燥设备主体的出气口流出的气体经换热装置的第一进口进入换热装置内，经第一出口进入到净化装置净化后，经换热装置的第二进口进入换热装置内进行热能转换，由于干燥设备主体内的排出气体具有较高的热量，通过换热装置的至少一个换热单元实现热能转换，对进气管内的气体通过热能传导进行加热，提高热能源的利用效率，进一步实现了节约成本，改善了烘干工艺的有益效果。
26.3、本实用新型通过净化机构的出口端上安装有净化检测器，干燥机构的出口端上安装有干燥检测器，通过净化检测器对过滤净化后的气体进行清洁度检测并反馈调整，通过干燥检测器进行气体的含水量检测并反馈调整，保证进气管补入气体的纯净度，利于烘干工艺的稳定性，改善烘干效果；进一步地，通过净化机构内的过滤部件和收集部件为可清洗烘干或氧化还原的部件，利于重复利用；及干燥机构内的吸水材料达到吸水饱和后，可以除水外排并干燥后再次重复利用，从而不但能够实现节约整体成本，而且还能够进一步保障进气管补入气体的纯净度，利于烘干工艺的稳定性，改善烘干效果。
27.4、本实用新型通过设置冷却装置，降低了出气管内气体的温度，能够保障驱动装置及净化装置不会被烧坏，进一步保障了烘干工艺的稳定性。
28.5、通过设置加热机构和温度传感器，通过温度传感器检测气体温度，并反馈调整加热机构的加热功率至设定值，保障了烘干工艺的稳定性，提高极片烘干效果。
附图说明
29.以下附图是用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，且仅旨在于对本实用新型做示意性的解释和说明，并非用以限制本实用新型的范围。在附图中：
30.图1为本技术实施例一中的一种极片烘干设备结构示意图；
31.图2为本技术实施例二中的一种极片烘干设备结构示意图；
32.图3为本技术实施例三中的换热装置中的换热单元结构的主视图；
33.图4为图3的右视图；
34.图5为本技术实施例四中的换热装置中的换热单元结构的轴测结构示意图。
35.附图标记：
36.1、出气管；2、进气管；3、净化装置；4、驱动装置；6、冷却装置；7、测温器；8、流量控制传感器；9、加热机构；10、干燥设备主体；11、温度传感器；101、出气口；102、进气口；103、压力传感器；104、收卷机构；105、放卷机构；106、纠偏机构；107、烘干加热源；31、净化机构；32、净化检测器；33、干燥机构；34、干燥检测器；310、收集部件；311、过滤部件；331、干燥部件；50、换热单元；51、第一进口；52、第一出口；53、第二出口；54、第二进口；501、第一管；502、第二管；61、散热介质；62、散热介质驱动器。
具体实施方式
37.下面将以图示揭露本技术的若干个实施方式，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，构成本技术的一部分说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及说明是用来解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.需要说明，除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的上、下、左、右等方向均是以本技术实施例图1所示的上、下、左、右等方向为准，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应随之改变。本技术使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。此外，在本公开各个实施例中，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以互相结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求保护的范围之内。
41.实施例一
42.如图1所示，本实施例中的一种极片烘干设备，包括干燥设备主体10，该干燥设备主体10上设置有压力传感器103，走带测速器，及用于充入气体或排放气体的开口，开口上设置有阀门，干燥设备主体10内设置有收卷机构104、放卷机构105、纠偏机构106和烘干加热源107；其中，还包括气体管路系统，该气体管路系统设置在干燥设备主体10上；气体管路系统的两端管口分别连接在干燥设备主体的出气口101和进气口102上，从出气口101引出的管路为出气管1，从进气口102引出的管路为进气管2，在管路上设置有用于净化气体的净化装置3和用于驱动气体管路系统内的气体进行循环流动的驱动装置4，该驱动装置4为封闭型风机，优选但不限于抽气机，保证管路内气体与外界不串通，进而保证整体管路的密闭
性。
43.需要说明是，所谓净化装置是一种对被污染的气体进行除杂、净化等处理工作的设备。所谓用于充入气体或排放气体的开口，该开口上设置有阀门，即是说，干燥设备主体的设备充气口、废气排放口为同一个开口，通过阀门控制开口的打开与闭合，对于干燥设备主体内设置的其它机构均为现有技术中的构件，在此不过多赘述。
44.利用本实施例的技术方案，首先，本实施例中的气体管路系统和干燥设备主体均为密封结构，通过干燥设备主体的开口向干燥设备主体内充入所用的气体(如惰性气体)，该气体经干燥设备主体的出气口101流出，依次经出气管1、驱动装置4、净化装置3和进气管2后，经干燥设备主体的进气口102流入干燥设备主体内，形成密闭的循环回路。在烘干过程，不用充入外界气体，保证特定气体的烘干环境，避免烘干过程极片上的物质反应，例如，与空气中氧气发生氧化反应，与空气中的氮气发生氮化反应，进而极片的烘干效果得到大大的保障和改善。其次，封闭的气体通过干燥设备主体上的抽气泵可根据需要进行负压控制，调整蒸发物质的沸点，改善烘干效果。
45.值得注意的是，本实施例通过设置在干燥设备主体上的气体管路系统，该干燥设备主体内的气体经出气口流出，依次经出气管，在驱动装置(抽气机)的驱动下、流经净化装置对气体进行吸附过滤和净化后流入干燥设备主体内，实现干燥设备主体内的气体循环和清洁处理，保障烘干工艺的稳定性，大大改善了烘干效果；干燥设备主体内的气体经气体管路系统的净化装置的净化，能够实现气体循环重复利用，节约使用气体用量，减少气体损耗，进而达到节约成本，且能有效防止气体污染外界环境的有益效果。
46.实施例二
47.如图2所示，本实施例是在实施例一的基础上，作为一种优选的实施方式，本实施例中的气体管路系统还包括换热装置、冷却装置6和加热机构9；其中，换热装置安装在冷却装置6与干燥设备主体之间，冷却装置6安装在换热装置和驱动装置4之间，加热机构9设置在靠近干燥设备主体的进气管2上。即是说，从干燥设备主体内的气体经干燥设备主体的出气口101流出，依次流经出气管1、换热装置、冷却装置6、在驱动装置4(抽气机)的驱动下、流经净化装置3进行气体净化，然后流经换热装置进行热能转换，经加热机构9加热调整至预设温度后，进入干燥设备主体内，形成气体净化循环回路，保证干燥设备主体内气体的清洁度。
48.需要说明的是，本实施例中的气体管路系统还采用必要的隔热保温措施，如对干燥设备主体腔体的外壁、气体管路的外壁进行隔热保温均属于现有常用的技术即可实现。
49.具体地，结合图2所示，本实施例换热装置的两端均设置有出气管端口和进气管端口，该出气管端口包括气体流入换热装置的第一进口51和流出换热装置的第二出口52，进气管端口包括流入换热装置的第二进口54和流出换热装置的第二出口53。进一步地，本实施例中的换热装置内设置有优选但不限于三组换热单元50，根据实际需要可选择一组、二组、四组及更多组的换热单元50；更进一步地，换热单元50包括第一管501和第二管502，该第一管501的两端分别与第一进口、第一出口连接，实现换热装置与出气管1密封连接，第二管502分别与第二进口、第二出口连接，实现换热装置与进气管2密封连接。
50.再者，本实施例中净化装置3包括净化机构31和干燥机构33，该净化机构31的出口管路上安装有用于气体清洁度检测的净化检测器32；干燥机构33的出口管路上安装有用于
检测气体含水量的干燥检测器34；干燥机构33包括用吸水材料制作的干燥部件331，该吸水材料达到吸水饱和后，可以移除外排并干燥后再次重复使用。进一步地，净化机构31包括过滤部件311和收集部件310；所述过滤部件311用于过滤气体中的有害物质及粉尘，该过滤部件可进行清洗烘干或氧化还原，便于重复使用，利于节约整体成本；所述收集部件310用于收集过滤部件过滤掉的有害物质及粉尘，可从净化机构31内移进、移出，方便重复使用，利于节约成本。
51.更进一步地，本实施例中冷却装置6的出口端管路上安装有测温器7和流量控制传感器8，冷却装置内设置有多条子管路和散热介质，热量传导至散热介质61，通过散热介质驱动器62驱动散热介质61流动，实现管路内的气体冷却降温。具体地，冷却装置内的多条子管路为螺旋形，增大散热面积，散热介质优选为恒温冷却水。再者，通过测温器7检测管路内冷却后的气体温度，然后通过流量控制传感器8根据设定的目标温度值，反馈给冷却装置，调整散热介质的流速或流量，改变冷却功率，最终实现管路内的气体冷却和恒温控制，进一步保障了管路内的驱动装置4和净化装置3不被烧坏，确保系统的安全稳定性，进而保证了烘干工艺的稳定性。
52.需要说明的是，本实施例中净化机构所采用的净化材料优选为活性炭、活性氧化铝、硅胶、分子筛、纤维过滤层、光催化材料、矿物基空气净化材料、吸附-光催化材料、低温等离子体-光催化材料、静电吸附机构、空气净化膜等。所谓吸水材料优选为氧化钙、吸水树脂、硅胶干燥剂、矿物干燥剂、氯化钙干燥剂、氧化铝干燥剂、生化干燥剂等；本技术中的过滤部件是指净化机构所采用的净化材料。所谓散热介质可以为水、油、气体等。
53.另外，在本实施例中的换热装置和干燥设备主体之间的进水管2上设置有加热机构9，在加热机构9的出口端设置有温度传感器11，通过该温度传感器11检测进入干燥设备腔体内的气体的温度，并反馈给加热机构9调整加热功率至设定值，以达到烘干工艺稳定及改善烘干效果的目的。
54.作为一种优选的实施方式，本实施例中的加热单元50的第一管501和第二管502互为螺旋缠绕在一起，第一管501的外壁和第二管502的外壁紧密贴合，保证出气管1内的高温气体更好的传导至进气管内，实现良好的热能转换，且回收利用了干燥设备主体10排出气体的高能热量，提高能源的利用效率，进而达到节约成本的有益效果。更进一步地，第一管501和第二管502互为螺旋后，在接触缝隙处涂有导热硅脂，进一步增强换热效果。
55.实施例三
56.结合图3、图4所示，本实施例与实施例二不同的是，本实施例中的换热单元50的第一管501和第二管502为同心管。优选第一管501、第二管502分别连接在换热装置的出气端口和进气端口上，实现与出气管、进气管的连接。
57.需要说明的是，本实施例中同心管的内管(第二管502)优选为导热良好的铜、铝，其外管(第一管501)材质不限，必要时可以设置为隔热材料，或外壁涂覆、包裹隔热材料。
58.实施例四
59.结合图5所示，本实施例与实施例二不同的是，本实施例中的换热单元50的第一管501和第二管502熔铸在一起，熔铸材料为导热材料，优选为铜、铝。优选第一管501和第二管502均为u形螺旋结构，增大导热面积。
60.实施例五
61.结合如图1、图2所示，本实施例提供了一种气体管路，包括上述任一实施例所述的极片烘干设备上的气体管路系统。
62.上述说明示出并描述了本技术的优选实施方式，但如前对象，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文对象构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求的保护范围内。