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1、10申请公布号CN104138828A43申请公布日20141112CN104138828A21申请号201310171155722申请日20130510B05D3/02200601B05D3/0420060171申请人杨洪钧地址518000广东省深圳市坪山新区中山大道东城邸6栋604室72发明人杨洪钧74专利代理机构深圳市睿智专利事务所44209代理人陈鸿荫黄宇燕54发明名称电极片/电池芯去水干燥的方法和设备57摘要一种电极片/电池芯去水干燥的设备，包括密闭的风干室（1）、转轮除湿机（2）和加热装置（3）；所述风干室、转轮除湿机和加热装置通过管道联接成闭环结构；该设备工作时，将需干燥的电池极。
2、片或电池芯放置于密闭风干室内，由惰性气体源6提供的惰性气体经所述惰性气体输入接口（5）流经加热装置（3）加热至所需温度后，送至风干室；由风干室的排气口（11）排出的惰性气体流入转轮除湿机除湿处理后，与惰性气体输入接口流入的新鲜惰性气体混合进入加热装置加热，再流进风干室，形成循环流动。本发明的有益效果是极片或电芯的烘烤时间大大缩短，只需1218个小时，有效地节约了电能，提高生产效率；且结构简单、单位容积的有效使用率高，制作成本低廉。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图3页10申请公布号CN104138828AC。
3、N104138828A1/2页21一种电极片/电池芯去水干燥的方法，包括如下步骤将需要干燥的电池极片或电池芯放置于密闭的空间内,由该空间的进气口向内充入高温干燥的惰性气体，该高温干燥的惰性气体流经所述电极片或电池芯吸附水分后由所述空间的排气口排到空间外部；持续地将高温干燥的惰性气体充入，使得该空间内的温度保持在50110、露点值在45以下12小时至18小时后，充入干燥常温的惰性气体直至空间温度回复至常温。2按照权利要求1的电极片/电池芯去水干燥的方法，其特征在于所述高温干燥的惰性气体的温度为50300。3按照权利要求1或2所述的电极片/电池芯去水干燥的方法，其特征在于所述惰性气体包括氮气或氩气。
4、。4一种电极片/电池芯去水干燥的设备，其特征在于包括密闭的风干室（1）、转轮除湿机（2）和加热装置（3）；所述风干室（1）、转轮除湿机（2）和加热装置（3）通过管道联接成闭环结构所述风干室（1）的排气口（11）接入转轮除湿机（2）处理空气进口，该转轮除湿机（2）的干燥空气出口连接至气体加热装置（3）进气口，加热装置（3）的出气口与所述风干室（1）进气口（12）相通；所述转轮除湿机（2）和气体加热装置（3）之间还设置有供外接惰性气体源（6）接入惰性气体输入接口（5）；所述设备工作时，将需要干燥的电极片或电池芯放置于密闭风干室（1）内，由所述惰性气体源6提供的惰性气体经所述惰性气体输入接口（5）流。
5、经加热装置（3）加热至所需温度后、送至风干室（1）；由风干室（1）的排气口（11）排出的惰性气体流入转轮除湿机（2）除湿处理后、与惰性气体输入接口（5）流入的新鲜惰性气体混合进入加热装置（3）加热，再流进风干室（1），形成循环流动。5按照权利要求4所述的电极片/电池芯去水干燥的设备，其特征在于所述风干室（1）还安装有测量其内部温度的温度计、测量气体水含量的露点计，以及装有防止气压过高的安全气阀。6按照权利要求4所述的电极片/电池芯去水干燥的设备，其特征在于所述风干室（1）内设置有促进惰性气体流动的风扇。7按照权利要求4所述的电极片/电池芯去水干燥的设备，其特征在于所述风干室（1）内有间距地、层。
6、叠安装有用于放置电极片或电池芯的托盘，所述托盘上设有供气体流过的网格或网孔。8按照权利要求4所述的电极片/电池芯去水干燥的设备，其特征在于所述风干室（1）的壳体采用保温材料制成。9按照权利要求4所述的电极片/电池芯去水干燥的设备，其特征在于所述排气口（11）位于风干室（1）的上部或顶部，进气口（12）位于风干室（1）的下部或底部。10按照权利要求4所述的电极片/电池芯去水干燥的装置，其特征在于还包括控制电路，所述控制电路采集风干室（1）的内部温度和露点值，控制与其电联接的转轮除湿机（2）和加热装置（3）工作。11按照权利要求4所述的电极片/电池芯去水干燥的设备，其特征在于所述烘干室（1）的排气。
7、口（11）和进风口（12）处分别安装风机，所述各风机电联接所述权利要求书CN104138828A2/2页3控制电路，用于控制有控制排气口（11）和进风口（12）排出和流入气体的风速。12按照权利要求7所述的电极片/电池芯去水干燥的设备，其特征在于所述风干室（1）的进气口（12）与多根导气管连接，各该导气管另一端出气口依次排布于烘干室（1）的各托盘处，使得流入进气口（12）的惰性气体经各导气管吹向位于各层的托盘。13按照权利要求4所述的电极片/电池芯去水干燥的设备，其特征在于所述风干室（1）分隔成两列风干单元组（101），所述两列风干单元组（101）之间竖立着排风墙（103）；所述排风墙（103。
8、）与两列风干单元组（101）面接触，所述排风墙（103）与风干单元组（101）彼此接触面上有令气体流动的网格或网孔；所述风干室（1）的排气口（11）与排风墙（103）相通；所述两列风干单元组（101）的另一侧分别与进风导风墙（104）面接触；所述进风墙（104）与风干单元（101）彼此接触面上有令气体流动的网格或网孔；所述风干室（1）的进风口（11）与进风墙（104）相通。14按照权利要求13所述的电极片/电池芯去水干燥的设备，其特征在于所述风干单元组（101）由数个彼此分隔的风干单元（1011）组成，每个风干单元（1011）各自还安装有测量其内部温度的温度计、测量气体水含量的露点计，以及装有。
9、防止气压过高的安全气阀。15按照权利要求14所述的电极片/电池芯去水干燥的设备，其特征在于所述风干单元（1011）内有间距地、层叠安装有用于放置电极片或电池芯的托盘，所述托盘上设有供气体流过的网格或网孔。16按照权利要求14所述的电极片/电池芯去水干燥的装置，其特征在于还包括控制电路，所述控制电路采集各风干单元（1011）的内部温度和露点值，控制与其电联接的转轮除湿机（2）和加热装置（3）工作。权利要求书CN104138828A1/5页4电极片/电池芯去水干燥的方法和设备0001技术领域本发明涉及二次电池，尤其涉及锂离子电池生产制造工艺中电极和/或电池芯去水干燥的方法和设备。0002背景技术锂。
10、离子电池包括聚合物的和液态锂离子电池，而随着锂离子电池技术的发展，其性价比不断提高，已经被各行各业广泛应用。近一两年来，随着通讯技术的飞速发展，对锂离子电池的容量、充放电性能以及制造成本等指标提出了更高的要求。0003对于锂离子电池，其基本结构包括电池芯，所述电池芯是由重叠或卷绕的数个电极片构成，电极片包括集流体和涂敷极性涂料层，每个电极片的边上设置有极耳，同极性的极耳重叠焊接后再与锂离子电池外接端子连接。而锂离子电池容量大小以及充电性能的好坏，不但与集流体的极性涂料层相关，也与极片含水量（干燥度）相关，因此现有技术的锂离子电池的生产制造工艺中，在电极片制作和电芯的制作分别都要进行干燥处理。现。
11、有技术电极片或电池芯的干燥方法是，将电极片或电池芯放置在烘烤箱内，在保持某一温度条件下（50110），抽取真空后加热干燥，之后用氮气保持若干分钟，如此循环，使得所述极片或电池芯达到所需的干燥度。真空是为了避免极片发生氧化，加热是为了加速电池芯极片中的水分蒸发，氮气保持也是为了利用干燥的氮气可以吸附水分的特性，这一方法可有效地去除极片中的水分，但干燥时间长，耗电量大。为改善干燥时间长的问题，有些工厂采取提高温度来加速水分的蒸发的方法，但是随着温度的提高，带来了一些负面影响如电池的隔离膜收缩，透气度变化，甚至闭孔，电池变形等。0004为了加速水份的蒸发，让电池芯达到更好的干燥度，在名为“一种极片干。
12、燥设备和干燥方法”的中国专利（ZL2008101353880）中提出了一种将待干燥的极片先后放入红外烘烤室和鼓风烘烤室进行烘烤的方法，但这种方法可能导致正极材料发生氧化,因此种方法实际运用的较少。0005另外中国专利“锂离子二次电池极片的干燥方法”ZL2010106013740提出一种真空加热烘烤、惰性气体与湿气交换（保持），再真空加热烘烤的方法。这种方法有效避免了氧化的发生，但是烘烤干燥的时间并没有大幅度缩短，效率提高有限，而这种方法也是目前很多厂家的普遍使用的电极片烘烤干燥的方法。0006上述现有技述的电极片烘烤干燥的方法大约需要2436小时。每干燥10万安时的极片所需的总耗能达到1806。
13、027090千瓦。同时由于烘烤时需要抽真空，其使用烘烤箱的制造成本也很高。0007发明内容本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种电极片/电池芯去水干燥的方法和设备，解决现有技术电极片烘烤时间长、效率低等问题。0008本发明为解决上述技术问题而提出的技术方案是，提出一种电极片/电池芯去水干燥的方法，包括如下步骤将需要干燥的电极片或电池芯放置于密闭的空间内,由该空间的进气口向内充入高说明书CN104138828A2/5页5温干燥的惰性气体，该高温干燥的惰性气体流经所述电极片或电池芯吸附水分后由所述空间的排气口排到空间外部；持续地将高温干燥的惰性气体充入，使得该空间内的温度保。
14、持在50110、露点值在45以下12小时至18小时后，充入干燥常温的惰性气体直至空间温度回复至常温。所述高温干燥的惰性气体的温度为50300。所述惰性气体包括氮气或氩气。0009本发明为解决上述技术问题而又提出的技术方案是，一种电极片/电池芯去水干燥的设备，包括密闭的风干室、转轮除湿机和加热装置；所述风干室、转轮除湿机和加热装置通过管道联接成闭环结构所述风干室的排气口接入转轮除湿机处理空气进口，该转轮除湿机的干燥空气出口连接至气体加热装置进气口，加热装置的出气口与所述风干室进气口相通；所述转轮除湿机和气体加热装置之间还设置有供外接惰性气体源接入惰性气体输入接口；所述设备工作时，将需干燥的电极片。
15、或电池芯放置于密闭风干室内，由所述惰性气体源提供的惰性气体经所述惰性气体输入接口流经加热装置加热至所需温度后、送至风干室；由风干室的排气口排出的惰性气体流入转轮除湿机除湿处理后、与惰性气体输入接口流入的新鲜惰性气体混合进入加热装置加热，再流进风干室，形成循环流动。0010所述风干室还安装有测量其内部温度的温度计、测量气体水含量的露点计，以及装有防止气压过高的安全气阀。0011所述风干室内设置有促进惰性气体流动的风扇。0012所述风干室内有间距地、层叠安装有用于放置电极片或电池芯的托盘，所述托盘上设有供气体流过的网格或网孔。0013所述风干室的壳体采用保温材料制成。0014所述排气口位于风干室的。
16、上部或顶部，进气口位于风干室的下部或底部。0015所述设备还包括控制电路，所述控制电路采集风干室的内部温度和露点值，控制与其电联接的转轮除湿机和加热装置工作。0016所述烘干室的排气口和进风口处分别安装风机，所述各风机电联接所述控制电路，用于控制有控制排气口和进风口排出和流入气体的风速。0017所述风干室的进气口与多根导气管连接，各该导气管另一端出气口依次排布于烘干室的各托盘处，使得流入进气口的惰性气体经各导气管吹向位于各层的托盘。0018更佳的是，所述风干室分隔成两列风干单元组，所述两列风干单元组之间竖立着排风墙；所述排风墙与两列风干单元组面接触，所述排风墙与风干单元组彼此接触面上有令气体流。
17、动的网格或网孔；所述风干室的排气口与排风墙相通；所述两列风干单元组的另一侧分别与进风墙面接触；所述进风墙与两列风干单元彼此接触面上有令气体流动的网格或网孔；所述风干室的进风口与进风墙相通。0019所述两列风干单元组由数个彼此分隔的风干单元组成，每个风干单元各自还安装有测量其内部温度的温度计、测量气体水含量的露点计，以及装有防止气压过高的安全气阀。0020所述风干单元内有间距地、层叠安装有用于放置电极片或电池芯的托盘，所述托盘上设有供气体流过的网格或网孔。0021所述设备还包括控制电路，所述控制电路采集各风干单元的内部温度和露点值，控制与其电联接的转轮除湿机和加热装置工作。说明书CN104138。
18、828A3/5页60022同现有技术相比，本发明的有益效果是极片或电芯的烘烤时间大大缩短，只需1218个小时，有效地节约了电能，提高生产效率；此类烘干设备需要空间面积较小，可根据使用空间的实际情况设计制作；此类烘干设备无需抽真空装置，结构简单、单位容积的有效使用率高，制作成本低廉。0023附图说明图1是本发明电极片/电池芯去水干燥的方法和设备之优选实施例中去水干燥的设备结构示意图，图中箭头为气体的流向；图2是所述优选实施例中的工作流程图；图3是所述优选实施例中所述风干室1内部结构示意图，图中箭头为气体的流向；图4是所述优选实施例中所述进风墙104的结构示意图，图中箭头为气体的流向。0024具体。
19、实施方式下面，结合附图所示之优选实施例进一步阐述本发明。0025参见图1，本发明的优选实施例是，一种电极片/电池芯去水干燥的设备，包括密闭的风干室1、转轮除湿机2和加热装置3；所述风干室1、转轮除湿机2和加热装置3通过管道联接成闭环结构所述风干室1的排气口11接入转轮除湿机2处理空气进口，该转轮除湿机2的干燥空气出口连接至气体加热装置3进气口，加热装置3的出气口与所述风干室1进气口12相通；所述转轮除湿机2和气体加热装置3之间还设置有供外接惰性气体源6接入惰性气体输入接口5；所述设备工作时，将需要干燥的电极片或电池芯放置于密闭风干室1内，由所述惰性气体源6提供的惰性气体经所述惰性气体输入接口5。
20、流经加热装置3加热至所需温度后、送至风干室1；由风干室1的排气口11排出的惰性气体流入转轮除湿机2除湿处理后、与惰性气体输入接口5流入的新鲜惰性气体混合进入加热装置3加热，再流进风干室1，形成循环流动。所述风干室1还安装有测量其内部温度的温度计、测量气体水含量的露点计，以及装有防止气压过高的安全气阀。所述去水干燥的设备有控制电路，该控制电路采集风干室1的内部温度和露点值，控制与其电联接的转轮除湿机2和加热装置3工作。0026所述风干室1内有间距地、层叠安装有用于放置电极片或电池芯的托盘，所述托盘上设有供气体流过的网格或网孔。0027参见图2，采用本例中的电极片/电池芯去水干燥的设备对电极片或电。
21、池芯去水干燥的工作流程如下1待烘烤的电极片/电池芯放入风干室1的托盘上。00282关好风干室1的门，检查各接口的控制器是否工作正常。00293开启与惰性气体输入接口5联接的惰性气体源6，本例中惰性气体源6是制氮机，制氮机制出的干燥氮气通过加热装置3加热至50300，再进入风干室1，随着气体的循环，使风干室1内部的温度达到并保持50110；可以根据风干室1的温度传感器知道其内部温度。当温度低于50时，需增大制氮机、转轮除湿机2以及加热装置3的功率。使风干室1箱体内部温度快速上升。待稳定后降低加热装置3的功率。如果风干室1箱体内部温度超过110，则需要降低加热装置3的功率，以及转轮除湿机的功率3，。
22、来使风干室1箱体内部降温，使其始终保持到50110。说明书CN104138828A4/5页700304经加热装置3加热好的氮气从风干室1的底部或下部的进风口12进入，利用高温气体比低温气体轻这一特性，氮气会在风干室1内循环，循环过程中，会带走电极片/电池芯的水汽，最后风干室1的顶部或上部的排风口11排出，进入转轮除湿机2被干燥。氮气经过转轮除湿机2处理后，所带的水分被排出，那么氮气含量会有所减少，则需要制氮机补充新鲜干燥的氮气以保持平衡。由于有安全阀的控制，那么，新鲜氮气的补充量可以略高于经转轮除湿机2损失的气体量。00315通过风干室1的露点仪测量风干室1内部的水分含量，使其保持在45以下，。
23、内部温度，保持在50110。只要确保进风口、出风口等各连接口密封好，就能保证风干室1露点保持在45以下。温度低于50时，可以加大进风机的功率以及加热装置的功率，待烤箱内部温度达到稳定到50110之间的时候，如果温度大于110，即可调整减小转轮除湿机的风量或调低加热装置的功率，直到温度计显示降到110及以下即可。如此保持1218个小时，即可认定风干室1的电极片/电池芯已经干燥，关掉加热装置2，未经加热的氮气继续循环地进入风干室1内，待风干室1冷却到常温时，即可打开风干室1将已干燥的电极片/电池芯取出，进行下一个工艺。0032本例中可采其他惰性气体代替氮气，如氩气，但成本稍高。另外，同等干燥度下的。
24、氮气的吸水性要高于氩气，我们首选氮气作为干燥媒介。0033本例中为还可以在所述风干室1内设置风扇以促进惰性气体流动；同时也可以在烘干室1的排气口11和进风口12处分别安装风机，所述各风机电联接所述控制电路，用于控制有控制排气口11和进风口12排出和流入气体的风速，加速内部气体的循环流动。0034本例中，还可以在风干室1设置多根导气管，各导气管一端连接的进气口12，另一端出气口依次排布于烘干室1的各托盘处，使得流入进气口12的气体经各导气管吹向位于各层的托盘。0035参见图3和图4，本发明的另一实施例的电极片/电池芯去水干燥的设备，与前例的设备基本相同，其不同之在于所述风干室1内被分隔成两列风干。
25、单元组101，所述两列风干单元组101之间竖立着排风墙103；所述排风墙103与两列风干单元组101彼此面接触，所述排风墙103与风干单元组101彼此接触面上有令气体流动的网格或网孔；所述风干室1的排气口11与排风墙103相通；所述两列风干单元组101的另一侧分别与进风墙104面接触；所述进风导风墙104与两列风干单元101彼此接触面上有令气体流动的网格或网孔1040；所述风干室1的进风口11与进风导风墙104相通。0036如图4所示，所述进风导风墙104与风干单元的接触面均有用利空气流动网孔或网格1040，所述排风导风墙103与进风墙104结构相同，只是气体的流向刚好相反。0037在本例中，。
26、所述两列风干单元组101又由数个彼此分隔的风干单元1011组成，每个风干单元1011各自还安装有测量其内部温度的温度计、测量气体水含量的露点计，以及装有防止气压过高的安全气阀。0038所述风干单元1011内有间距地、层叠安装有用于放置电极片或电池芯的托盘，所述托盘上设有供气体流过的网格或网孔。0039本列中的控制电路采集各风干单元1011的内部温度和露点值，控制与其电联接的转轮除湿机2和加热装置3工作。所述烘干室1的排气口11和进风口12处分别安装风机，所述各风机电联接所述控制电路，用于控制有控制排气口11和进风口12排出和流入气说明书CN104138828A5/5页8体的风速。0040本例中。
27、将采用本例中的电极片/电池芯去水干燥的设备对电极片或电池芯去水干燥的工作流程与前例基本相同，只是干风室1内的稍有不同，即将需干燥的电极片或电池芯放置于各密闭的风干单元1011内,由该风干室1空进气口12向内充入已被加热装置3加热为50300高温干燥的惰性气体（如氮气），该惰性气体经进风导风墙104、105流入各风干单元1011，吸附电极片或电池芯的水分后流入排风导风墙103再由排气口11排到；持续地将高温干燥的惰性气体充入，使得各密闭的风干单元1011内的温度保持在50110、露点值在45以下12小时至18小时后，充入干燥未经加热的惰性气体直至风干单元1011温度回复至常温。0041本例中，风。
28、干室1被分隔成数个风干单元，方便实际使中，干燥后的电极片/电池芯分批取出进入下一工序。0042上述各实施例中，所述风干室1的外壳体采用保温材料制成。0043我们知道，现有技术的烘烤箱干燥电极片大约需要2436小时。每干燥10万安时的极片的总耗能达到1806027090千瓦。而用本发明的方法或设备只需1218个小时；每10万安时的极片干燥能耗减少为28804320千瓦，能耗的减少是显而易见，有极好节能减排的效果。同时由于本设备的风干室的容积不需要抽真空从而增大了有效使用容积，可以设计出占地面积更小的去水干燥设备。与现有技术的烤箱相比，干燥相同数量的极片，本设备的占地面积仅为现有技术的烤箱占地面积的13，完全可根据使用空间的实际情况设计制作合适的设备。同时，另外，因本发明的设备之风干室不用抽真空，其制造成本也就低廉了许多。说明书CN104138828A1/3页9图1图2说明书附图CN104138828A2/3页10图3说明书附图CN104138828A103/3页11图4说明书附图CN104138828A11。