用于可充电电池的电极板的干燥器及其控制方法 技术领域 所描述的技术大体涉及可充电电池的电极板干燥器及其控制方法, 该电极板干燥 器用于干燥涂覆在电极板上的浆料, 该电极板用于形成可充电电池。
背景技术 在可充电电池的电极板上涂覆浆料之后, 电极板干燥器用于干燥该浆料。例如, 电极板干燥器通过使用供气扇 (air supplying fan) 传递来自护套式加热器 (sheath heater) 的热从而用热喷气 (hot forced air) 干燥电极板的浆料。
NMP(N- 甲基 -2- 吡咯烷酮 ) 组浆料典型地用作正电极板, 含水浆料典型地用作负 电极板。涂覆在负电极板上的含水浆料需要大量热从而对其进行干燥。因此, 电极板干燥 器通过在热喷气方法中选择性地结合辅助护套式加热器或者红外线灯而制造。
热喷气方法的电极板干燥器包括供应外部空气的供气扇、 加热经由供气扇供应到 干燥炉内部的空气的护套式加热器、 以及排出内部气体的排风扇。电极板干燥器在电极板 移动经过干燥炉的入口并且在干燥炉中前进之后干燥浆料, 然后电极板经由干燥炉的出口 移出。
此外, 电极板干燥器可包括安装在干燥炉中的干燥器模块以及提供到干燥器模块 的干燥剂喷嘴。 因此, 通过供气扇供应的外部空气在护套式加热器中被加热, 经过干燥器模 块的干燥剂喷嘴, 并且被引导到电极板以干燥该浆料。
在从干燥炉的外部供应热喷气到内部的方法中应用这些电极板干燥器。然而, 由 于制造各种可充电电池, 所以施加到正电极板和负电极板的浆料的特性例如固体的含量和 粘性发生变化。因此, 重置干燥条件, 也就是供气扇、 护套式加热器和排风扇的设定值。
在重置干燥条件的过程中, 干燥炉内部的分压和温度可能非线性地变化。 因此, 对 于干燥条件的反应速度被延迟并且敏感度劣化。也就是说, 在电极板的长度和宽度方向上 浆料的干燥品质劣化。
在该背景部分中公开的以上信息仅用于增强对所公开技术的背景的理解, 因此其 可以包括不构成对于本领域的普通技术人员来说在该国已经公知的现有技术的信息。
发明内容 所公开的技术提供一种用于可充电电池的电极板干燥器及其控制方法, 该电极板 干燥器改善涂覆在电极板上的浆料的干燥品质。
根据示例性实施方式的可充电电池的电极板干燥器包括 : 干燥炉, 干燥涂覆在电 极板上的浆料 ; 干燥剂喷嘴, 设置在干燥炉内部并且供应热喷气到电极板 ; 板加热器, 供应 辐射热到在至少干燥炉内部的侧部分中前进的电极板 ; 热电偶, 安装到侧部分 ; 以及控制 器, 根据热电偶的测量温度信号控制板加热器的热容量。
多个干燥剂喷嘴可以沿着电极板的长度方向分离设置, 并且沿着电极板的宽度方 向伸长, 并且包括 : 下干燥剂喷嘴组, 设置在干燥炉内部电极板的下侧 ; 以及上干燥剂喷嘴
组, 设置在干燥炉内部电极板的上侧。
板加热器可设置在上干燥剂喷嘴组中干燥剂喷嘴的横穿干燥剂喷嘴的方向的两 侧, 并且可在干燥剂喷嘴的每侧处设置在至少电极板的宽度方向的两侧。
板加热器可设置在上干燥剂喷嘴组中干燥剂喷嘴的横穿干燥剂喷嘴的方向的两 侧, 以及多个板加热器可在干燥剂喷嘴的一侧沿着电极板的宽度方向分离设置。
板加热器可设置成与电极板的长度方向交叉。
板加热器可设置在上干燥剂喷嘴组中干燥剂喷嘴的横穿干燥剂喷嘴的方向的两 侧, 并且包括设置在干燥剂喷嘴的每侧且沿着电极板的宽度方向分离设置的第一板加热 器、 第二板加热器、 第三板加热器、 第四板加热器和第五板加热器 ; 第一板加热器、 第二板加 热器、 第三板加热器、 第四板加热器和第五板加热器分别沿着电极板的长度方向形成一列 ; 以及每列板加热器设置成与上干燥剂喷嘴组的干燥剂喷嘴交叉。
热电偶可安装在第一板加热器或第五板加热器的列的中心。
热电偶可以在侧部分中相应于电极板的长度方向的中心安装。
根据示例性实施方式的一种可充电电池的电极板干燥器的控制方法, 包括 : 通过 设置在干燥炉内部的干燥剂喷嘴供应热喷气到电极板, 以干燥涂覆在电极板上的浆料 ; 第 一步, 通过热电偶测量干燥炉内部的侧部分温度以输入测量温度信号到控制器 ; 第二步, 根 据测量温度信号比较干燥炉内部的测量温度与设定温度 ; 以及第三步, 在测量温度与设定 温度之间控制安装到至少干燥炉内部的侧部分的板加热器的热容量。 根据示例性实施方式的可充电电池的电极板干燥器的控制方法可包括 : 如果在第 二步中测量温度低于设定温度, 则在第三步中控制安装到侧部分的板加热器以供应辐射热 到在侧部分中前进的电极板直到测量温度等于在第二步中的设定温度。
多个板加热器可以沿着电极板的宽度方向分离设置, 如果在第二步中测量温度低 于设定温度, 则在第三步中板加热器中相应于侧部分的板加热器被控制具有比剩余板加热 器更大的热容量。
如上所述, 根据示例性实施方式, 板加热器和用于测量温度的热电偶安装在干燥 炉内部热喷气传送弱的侧部分处, 并且通过比较测量温度与设定温度, 辐射热被进一步供 应到与侧部分相应的电极板, 从而可以改善涂覆在电极板上的浆料的宽度方向和长度方向 的干燥品质。
附图说明
图 1 是根据示范性实施方式的可充电电池的电极板干燥器的示意图 ; 图 2 是在图 1 中示出的干燥剂喷嘴和板加热器 (plate heater) 的布置的俯视平 图 3 是根据示范性实施方式的控制可充电电池的电极板干燥器的方框图 ; 图 4 是根据示范性实施方式的可充电电池的电极板干燥器的控制方法的流程图。面图 ;
具体实施方式
在以下文中将参考附图更充分地描述本发明, 其中示出了本发明的示范性实施方 式。 如那些本领域的技术人员将了解的, 所描述的实施方式可以以各种不同的方式改进, 所有的改进均不脱离本发明的精神或范围。 附图和文字描述将被认为本质上是说明性的而非 限制性的。相似的附图标记在整个说明书中指定相似的元件。
图 1 是根据一示范性实施方式的可充电电池的电极板干燥器的示意图。 参考图 1, 可充电电池的电极板干燥器包括 : 干燥炉 1, 用热喷气干燥涂覆在电极板 5 上的浆料 51 ; 干 燥剂喷嘴 2, 安装在干燥炉 1 内部 ; 板加热器 3 ; 以及热电偶 4。
干燥炉 1 包括 : 入口 11, 电极板 5 经由其移入, 设置在一侧 ; 以及出口 12, 干燥后 的电极板 5 经由其移出并且设置在另一侧。干燥炉 1 通过在入口 11 与出口 12 之间形成特 定范围的干燥器空间而连续地干燥涂覆在电极板 5 上的浆料 51, 其中该电极板 5 从入口 11 移到出口 12。
图 2 是显示图 1 的干燥剂喷嘴和板加热器的布置的俯视平面图。参考图 2, 入口 11 和出口 12 形成得比干燥炉 1 中电极板 5 的宽度大使得具有预定宽度的电极板 5 能沿长 度方向 (x 轴方向 ) 移动通过。
参考图 1 和图 2, 干燥剂喷嘴 2 安装在干燥炉 1 内部以供应在干燥炉 1 外部产生 的热喷气到干燥炉 1 内部, 从而加热干燥炉 1 的内部使得前进的电极板 5 的浆料 51 能被干 燥。
多个干燥剂喷嘴 2 被提供并且沿着前进的电极板 5 的长度方向 (x 轴方向 ) 以预 定间隔分离设置, 使得热喷气在长度方向上均匀地供应。每个干燥剂喷嘴 2 沿着电极板 5 的宽度方向 (y 轴方向 ) 延长, 从而在电极板 5 的宽度方向 (y 轴方向 ) 供应均匀的热喷气。
同样, 干燥剂喷嘴 2 包括 : 下干燥剂喷嘴组 21, 设置在干燥炉 1 内部电极板 5 的下 侧并且在电极板 5 的下表面供应热喷气 ; 以及上干燥剂喷嘴组 22, 设置在干燥炉 1 内部电 极板 5 的上侧并且供应热喷气到电极板 5 的上表面和浆料 51。
加热器和连接到干燥剂喷嘴 2 并且在干燥炉 1 内部供应热喷气的供气扇以及排出 干燥炉 1 中产生的气体的排风扇可以由本领域的技术人员通过采用公知技术容易地实现, 因而将省略详细描述。
如上所述, 干燥剂喷嘴 2 在干燥炉 1 内部前进的电极板 5 的宽度方向 (y 轴方向 ) 上延伸形成, 并且在长度方向 (x 轴方向 ) 分离设置。然而, 热喷气到电极板 5 的宽度方向 (y 轴方向 ) 上两侧的传送可能是弱的。
因此, 板加热器 3 额外地供应辐射热到热喷气传送较弱的部分, 也就是说, 板加热 器 3 额外地供应辐射热到前进经过干燥炉 1 的电极板 5 的宽度方向 (y 轴方向 ) 上的两侧。 因此, 板加热器 3 至少相应于干燥炉 1 内部的侧部分安装, 从而形成与侧部分相应的辐射热 区。
如图 1 所示, 板加热器 3 可以固定并安装在干燥炉 1 内部。虽然未示出, 但是通过 提供竖直的输送装置, 板加热器可以安装成在侧部分处沿 z 轴方向移动。因此, 竖直的输送 装置控制板加热器到电极板的热辐射距离, 从而进一步增加板加热器的效率。
示例性地, 在形成上干燥剂喷嘴组 22 的干燥剂喷嘴 2 的长度方向 (y 轴方向 ) 的 两侧设置板加热器 3。此外, 在干燥剂喷嘴 2 的 y 轴方向的每侧, 在横穿干燥剂喷嘴 2 的方 向 (x 轴方向 ) 的两侧设置板加热器 3。
优选地, 板加热器 3 包括在干燥剂喷嘴 2 的 x 轴方向的两侧沿着电极板 5 的宽度 方向 (y 轴方向 ) 分离设置的第一板加热器 31、 第二板极加热器 32、 第三板加热器 33、 第四板加热器 34 和第五板加热器 35。
也就是说, 在干燥剂喷嘴 2 的 y 轴方向的两侧设置第一板加热器 31 和第五板加热 器 35, 第二板加热器 32、 第三板加热器 33 和第四板加热器 34 以等间隔设置在第一板加热 器 31 与第五板加热器 35 之间。
多个第一板加热器 31 在 y 轴方向的一个侧部分处沿着 x 轴方向形成第一列 R1 并 且彼此电连接, 多个第五板加热器 35 在 y 轴方向的另一侧部分处沿着 x 轴方向形成第五列 R5 并且电连接。
多个第二板加热器 32、 多个第三板加热器 33 和多个第四板加热器 34 在 y 轴方向 ( 即, 第一列和第五列 ) 的中心部分沿着 x 轴方向分别形成第二列 R2、 第三列 R3 以及第四 列 R4。同样, 第二列 R2 的第二板加热器 32 彼此电连接, 第三列 R3 的第三板加热器 33 彼此 电连接, 第四列 R4 的第四板加热器 34 彼此电连接。
在第一列 R1 至第五列 R5 中, 第一板加热器 31 至第五板加热器 35 不是设置成在 x 轴方向的一条直线, 而是设置成在 x 轴方向上前进的同时在 y 轴方向上偏移, 从而最小化 x 轴方向和 y 轴方向的温度偏差。
在该情形下, 在干燥炉 1 内部, 温度偏差可以沿 x 轴方向产生, 并且温度偏差可以 沿 y 轴方向产生。因此, 热电偶 4 安装在热喷气的传送相对弱的侧部分处以测量侧部分的 温度。该侧部分是为了均匀地干燥电极板 5 上的浆料 51 而在干燥炉 1 内部需要附加热的 部分。 也就是说, 热电偶 4 在电极板 5 的宽度方向 (y 轴方向 ) 两侧处测量侧部分的温度。 所测量的温度与设定温度相比较从而独立地控制第一列 R1 至第五列 R5, 由此最小化电极 板 5 的宽度方向 (y 轴方向 ) 上干燥炉 1 的温度偏差。
热电偶 4 可以安装在侧部分中与第一列 R1 中心的第一板加热器 31 相应的位置。 同样, 热电偶可以安装在侧部分中与第五列中心的第五板加热器 35 相应的位置 ( 未示出 )。 也就是说, 由于测量温度的分布在干燥炉 1 内部的侧部分处最低, 热电偶 4 安装在侧部分处 的电极板 5 的长度方向 (x 轴方向 ) 的中心。
通过比较测量温度与设定温度, 第一列 R1 至第五列 R5 可以通过电极板 5 长度方 向 (x 轴方向 ) 上的干燥炉 1 的平均温度而被独立地控制。
同样, 热电偶 4 可以安装在邻近监控热电偶 41 的一侧, 该监控热电偶 41 用于监控 干燥炉 1 内部的温度。监控热电偶 41 安装在干燥炉 1 内部的侧部分处的 x 轴方向的中心, 从而测量低温分布 (low distribution) 的状态的监控温度。
图 3 是根据示范性实施方式的控制可充电电池的电极板干燥器的方框图。参考图 3, 热电偶 4 连接到控制器 6 的输入端以施加测量温度信号到控制器 6。
控制器 6 比较测量温度与存储在其中的设定温度, 并且根据其温差而独立地控制 第一列 R1 至第五列 R5 的板加热器 3。为此目的, 第一列 R1 至第五列 R5 包括连接到控制器 6 的输出端子的第一电源调节器 PT1、 第二电源调节器 PT2、 第三电源调节器 PT3、 第四电源 调节器 PT4 以及第五电源调节器 PT5。
因此, 控制器 6 独立地控制第一电源调节器 PT1 至第五电源调节器 PT5 从而独立 地控制第一列 R1 至第五列 R5 的板加热器 3。
图 4 是根据示范性实施方式的可充电电池的电极板干燥器的控制方法的流程图。
参考图 4, 可充电电池的电极板干燥器的控制方法比较侧部分的测量温度 PV 与干燥炉 1 内 部的设定温度 SV 以控制板加热器 3, 从而干燥炉 1 内部的温度变得均匀。
也就是说, 可充电电池的电极板干燥器的控制方法包括 : 第一步 ST1, 通过热电偶 4 测量干燥炉 1 内部的侧部分的温度并且输入测量温度 PV 信号到控制器 6 ; 第二步 ST2, 比 较并且确定测量温度 PV 和设定温度 SV ; 以及第三步 ST3, 根据测量温度 PV 与设定温度 SV 之间的差异控制安装在至少一侧部分中的板加热器 3 的热容量。
如果在第二步 ST2 中测量温度 PV 低于设定温度 SV, 则在第三步 ST3 中安装在该 侧部分中的板加热器 3, 例如第一列 R1 和第五列 R5 中的第一板加热器 31 和第五板加热器 35, 被控制直到测量温度 PV 等于设定温度 SV。因此, 辐射热被额外地供应到从该侧部分前 进的电极板 5。
同样, 如果在第二步 ST2 中测量温度 PV 低于设定温度 SV, 则在第三步 ST3 中相应 于该侧部分的第一列 R1 和第五列 R5 的第一板加热器 31 和第五板加热器 35 被控制具有比 第二列 R2、 第三列 R3 和第四列 R4 的第二板加热器 32、 第三板加热器 33 和第四板加热器 34 更大的热容量。因此, 比供应到电极板 5 的中心更多的辐射热被供应到电极板 5 的该侧部 分。 第一列 R1、 第二列 R2、 第三列 R3、 第四列 R4 和第五列 R5 的热容量的控制可以通 过控制连接到其并与其相应的第一电源调节器 PR1、 第二电源调节器 PR2、 第三电源调节器 PR3、 第四电源调节器 PR4 和第五电源调节器 PR5 的电力而获得。
如上所述, 在第三步 ST3 中, 示范性实施方式仅控制位于侧部分处的第一列 R1 的 第一板加热器 31 和第五列 R5 的第五板加热器 35 或者控制位于侧部分处的第一列 R1 的第 一板加热器 31 和第五列 R5 的第五板加热器 35 具有比位于中心处的第二列 R2 的第二板加 热器 32、 第三列 R3 的第三板加热器 33 和第四列 R4 的第四板加热器 34 更大的热容量, 从而 在电极板 5 的浆料 51 的宽度方向 (y 轴方向 ) 上的温度偏差可以进一步减少使得可以改善 电极板 5 的干燥品质。
虽然已经与目前被认为的实际示范性实施方式结合描述了本公开, 但是将理解本 发明不限于所公开的实施方式, 而是相反地, 其意欲覆盖包括于所附权利要求的精神和范 围内的各种改进和等效布置。
附图标记的描述
1: 干燥炉 2: 干燥剂喷嘴
3: 板加热器 4: 热电偶
5: 电极板 6: 控制器
11 : 入口 12 : 出口
21 : 下干燥剂喷嘴组 22 : 上干燥剂喷嘴组
31、 35 : 第一板加热器、 第五板加热器
32、 33、 34 : 第二板加热器、 第三板加热器和第四板加热器
51 : 浆料 PV : 测量温度
PT1、 PT5 : 第一电源调节器、 第五电源调节器
PT2、 PT3、 PT4 : 第二电源调节器、 第三电源调节器、 第四电源调节器
R1、 R5 : 第一列、 第五列
R2、 R3、 R4 : 第二列、 第三列、 第四列 SV : 设定温度