申请/专利权人：万向一二三股份公司;万向集团公司

申请日：2016-10-09

公开（公告）日：2020-07-31

公开（公告）号：CN107782096B

主分类号：F26B13/10(20060101)

分类号：F26B13/10(20060101);F26B5/04(20060101);F26B21/14(20060101);H01M4/139(20100101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.31#授权;2018.04.03#实质审查的生效;2018.03.09#公开

摘要：本发明涉及一种锂离子电池电极干燥装置及其干燥方法，采用动态循环的方法，在电极冲切成型前，将极卷安装在恒温烘箱转动轴上，极卷外端安装在另一转动轴上，在惰性干燥气体氛围下，加热气体至90‑130℃。使极卷从一转动轴收卷至另一转动轴，使得电极表面充分与高温惰性气体接触，从而使得电极受热均匀，另外水分子能够充分挥发，从而使得电极充分干燥，电极从内至外层，温度一致。烘烤后降低了电极水分含量，减小电极内外层水分差异。提升了锂电池容量和循环寿命，避免由于水分含量偏高导致锂离子电池负极片产生黑斑、低容量和产气的风险。

主权项：1.一种锂离子电池电极干燥装置，其特征在于，包括恒温干燥箱8，所述恒温干燥箱8顶端设有惰性气体进气阀1与抽真空阀2，恒温干燥箱8内部设有转动轴A5与转动轴B6，电极卷3安装在转动轴B6上，另一个空极卷轴4安装在转动轴A5上；采用所述锂离子电池电极干燥装置进行锂离子电池电极干燥的方法包括以下步骤：a、极卷安装：将碾压后的极卷安装在转动轴B6上，将另一空极卷轴4安装在转动轴A5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8门关闭，并关闭惰性气体进气阀门1，打开真空阀门2，将恒温干燥箱8内部抽真空，关闭真空阀门2；c、充惰性干燥气体：打开惰性干燥气体进气阀门1，向恒温干燥箱8内充入干燥惰性气体，然后关闭惰性干燥气体进气阀门1；d、电极烘烤：开启恒温干燥箱8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A5，使其牵引极片7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B6完全收卷至转动轴A5后，极卷静态烘烤60-240分钟，再使转动轴A5和转动轴B6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8内温度降低至25-60℃后，完成电极干燥。

全文数据：一种锂离子电池电极干燥装置及其干燥方法技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种使电极充分干燥，提高锂电池容量与循环寿命的锂离子电池电极干燥装置及其干燥方法。背景技术[0002]随着锂离子电池行业的发展，锂离子电池应用越来越广，而市场对锂离子电池的要求也越来越高，尤其是对锂离子电池的能量密度要求越来越高，特别是在电动汽车技术日益完善的今天，锂离子动力电池不但要求有较高的能量密度以保证电动汽车的续航里程，同时也需要具有优良的循环寿命。[0003]而锂离子电池电极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后的电极堆放在一起，直接放入恒温烘箱内，抽真空后加热至90-130°C，恒温加热12-24小时后完成电极干燥。不足之处在于：由于经过冲切成型后的电极是堆放在一起烘烤，电极堆受热不均匀，从上至下，电极受热温度依次降低。另外电极堆内部电极表面被覆盖，烘烤时水分子难以挥发，从而导致电极干燥不充分。干燥后，电极堆从上之下，水含量依次递增。在锂电池中，水含量过高导致锂电池容量低，电池循环性能变差。发明内容[0004]本发明的目的在于为了解决现有的电极是堆放在一起烘烤，电极堆受热不均匀，从上至下，电极受热温度依次降低从而导致锂电池容量低，电池循环性能变差的缺陷而提供一种使电极充分干燥，提高锂电池容量与循环寿命的锂离子电池电极干燥装置及其干燥方法。[0005]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：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。[0006]作为优选，转动轴A设置在恒温干燥箱的下部，转动轴B设置在恒温干燥箱的上部。[0007]作为优选，电极卷与安装在转动轴A上的空极卷通过牵引极片连接。[0008]作为优选，转动轴A与转动轴B之间的距离为l-3m。[0009]—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°C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l-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°C后，完成电极干燥。[0010]在本技术方案中，采用动态循环的方法，在电极冲切成型前，将极卷安装在恒温烘箱转动轴上，极卷外端安装在另一转动轴上，在惰性干燥气体氛围下，加热气体至90-130°C。使极卷从一转动轴收卷至另一转动轴，使得电极表面充分与高温惰性气体接触，从而使得电极受热均匀，另外水分子能够充分挥发，从而使得电极充分干燥，电极从内至外层，温度一致。烘烤后降低了电极水分含量，减小电极内外层水分差异。提升了锂电池容量和循环寿命，避免由于水分含量偏高导致锂离子电池负极片产生黑斑、低容量和产气的风险。[0011]作为优选，步骤d中一个烘烤流程包含2-4个动态烘烤周期，1-3个静态烘烤周期与2-7个抽真空换气周期。[0012]作为优选，步骤b中恒温干燥箱内部抽真空至I-5Torr。[0013]作为优选，步骤c中恒温干燥箱内部气压为500-600Torr。[0014]本发明的有益效果是采用动态循环的方法，在电极冲切成型前，将极卷安装在恒温烘箱转动轴上，极卷外端安装在另一转动轴上，在惰性干燥气体氛围下，加热气体至90-130Γ。使极卷从一转动轴收卷至另一转动轴，使得电极表面充分与高温惰性气体接触，从而使得电极受热均勾，另外水分子能够充分挥发，从而使得电极充分干燥，电极从内至外层，温度一致。烘烤后降低了电极水分含量，减小电极内外层水分差异。提升了锂电池容量和循环寿命，避免由于水分含量偏高导致锂离子电池负极片产生黑斑、低容量和产气的风险。附图说明[0015]图1是本发明的一种结构示意图。[0016]图中，1、惰性气体进气阀；2、抽真空阀；3、电极卷;4、空极卷轴;5、转动轴A;6、转动轴B;7、牵引极片;8、恒温干燥箱。具体实施方式[0017]下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和或改变都将落入本发明保护范围。[0018]在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。[0019]参照图1，一种锂离子电池电极干燥装置，包括恒温干燥箱8,所述恒温干燥箱8顶端设有惰性气体进气阀1与抽真空阀2，恒温干燥箱8内部设有转动轴A5与转动轴B6，电极卷3安装在转动轴B6上，另一个空极卷轴4安装在转动轴A5上。[0020]转动轴A5设置在恒温干燥箱8的下部，转动轴B6设置在恒温干燥箱8的上部。电极卷3与安装在转动轴A5上的空极卷通过牵引极片7连接。转动轴A5与转动轴B6之间的距离为l_3m〇[0021]实施例1一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;转动轴A和转动轴B之间距离为lm，极卷最外端按照顺时针牵引至空极卷轴上，并用耐高温胶带固定，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至ITorr，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，当恒温干燥箱内部气压达到500Torr时，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°C后保持恒温，启动转动轴A，使其牵引极片并按照顺时针方向转动，极片走速为1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分钟，再使转动轴A和转动轴B逆时针转动，极片走速为1米分钟，每120分钟为一个动态烘烤周期，每隔120分钟抽一次真空至ITorr，然后充入干燥惰性气体至箱内压力为500Torr;—个烘烤流程包含2个动态烘烤周期、1个静态烘烤周期和2个抽真空换气周期。[0022]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°C后，完成电极干燥。[0023]实施例2一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;转动轴A和转动轴B之间距离为2m，极卷最外端按照顺时针牵引至空极卷轴上，并用耐高温胶带固定，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至3Torr，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，当恒温干燥箱内部气压达到550Torr时，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120°C后保持恒温，启动转动轴A，使其牵引极片并按照顺时针方向转动，极片走速为2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150分钟，再使转动轴A和转动轴B逆时针转动，极片走速为3米分钟，每240分钟为一个动态烘烤周期，每隔155分钟抽一次真空至3Torr，然后充入干燥惰性气体至箱内压力为550T〇rr;—个烘烤流程包含3个动态烘烤周期、2个静态烘烤周期和4个抽真空换气周期。[0024]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55°C后，完成电极干燥。[0025]实施例3一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;转动轴A和转动轴B之间距离为3m，极卷最外端按照顺时针牵引至空极卷轴上，并用耐高温胶带固定，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至5Torr，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，当恒温干燥箱内部气压达到600Torr时，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130°C后保持恒温，启动转动轴A，使其牵引极片并按照顺时针方向转动，极片走速为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240分钟，再使转动轴A和转动轴B逆时针转动，极片走速为5米分钟，每360分钟为一个动态烘烤周期，每隔180分钟抽一次真空至5Torr，然后充入干燥惰性气体至箱内压力为600Torr;—个烘烤流程包含4个动态烘烤周期、3个静态烘烤周期和7个抽真空换气周期。[0026]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60°C后，完成电极干燥。[0027]对比例1，现有极片堆放烘烤工艺烘烤。[0028]取相同数量12片极片，按照本发明实施例1-3的干燥方法与对比例1的干燥方法进行干燥，干燥完后进行电极水分含量测试，结果见表1。[0029]表1、测试结果从上表可以看出，按照现有极片堆放烘烤工艺烘烤的极片水分从内至外水分含量一次增加。最外层极片与最内层极片烘烤后水分含量相差500ppm。极片内外层水分含量差异大，最内层极片干燥困难。而按照本发明烘烤后的极片水分比现有烘烤工艺水分含量低600ppm，而且极片卷内外层水分含量差异小。提升了锂离子电池电极的干燥能力。

权利要求：1.一种锂离子电池电极干燥装置，其特征在于，包括恒温干燥箱（8，所述恒温干燥箱⑻顶端设有惰性气体进气阀⑴与抽真空阀⑵，恒温干燥箱⑻内部设有转动轴A⑸与转动轴B6，电极卷⑶安装在转动轴B⑹上，另一个空极卷轴4安装在转动轴A⑸上。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电极干燥装置，其特征在于，转动轴A5设置在恒温干燥箱⑻的下部，转动轴B⑹设置在恒温干燥箱⑻的上部。3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电极干燥装置，其特征在于，电极卷3与安装在转动轴A⑸上的空极卷通过牵引极片⑺连接。4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电极干燥装置，其特征在于，转动轴A5与转动轴B6之间的距离为l-3m。5.—种如权利要求1所述的锂离子电池电极干燥方法，其特征在于，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B6上，将另一空极卷轴4安装在转动轴A⑸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8门关闭，并关闭惰性气体进气阀门（1，打开真空阀门（2，将恒温干燥箱⑻内部抽真空，关闭真空阀门（2;c、充惰性干燥气体:打开惰性干燥气体进气阀门（1，向恒温干燥箱8内充入干燥惰性气体，然后关闭惰性干燥气体进气阀门（1;d、电极烘烤:开启恒温干燥箱8加热开关，加热惰性干燥气体，使烘箱内部温度升至90-130°C后保持恒温；启动转动轴A5，使其牵引极片⑺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B⑹完全收卷至转动轴A⑸后，极卷静态烘烤60-240分钟，再使转动轴A⑸和转动轴B⑹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l-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8内温度降低至25-60°C后，完成电极干燥。6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池电极干燥方法，其特征在于，步骤d中一个烘烤流程包含2-4个动态烘烤周期，1-3个静态烘烤周期与2-7个抽真空换气周期。7.根据权利要求5所述的一种锂离子电池电极干燥方法，其特征在于，步骤b中恒温干燥箱8内部抽真空至l-5Torr。8.根据权利要求5所述的一种锂离子电池电极干燥方法，其特征在于，步骤c中恒温干燥箱⑻内部气压为500_600Torr。

百度查询： 万向一二三股份公司;万向集团公司 一种锂离子电池电极干燥装置及其干燥方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD