[实用新型]一种极片干燥装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池极片干燥领域，特别涉及一种极片干燥装置，能提高湿膜在干燥过程中的横向一致性。

背景技术

锂离子电池相对于铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池具有更高的能量密度、自放电小、循环寿命长等优点，当前已广泛应用于消费电子领域。电池极片作为锂离子电池的核心工作部件，其性能决定了锂离子电池的性能。锂离子电池极片的制备过程一般为：将正/负极活性材料、导电剂、粘结剂和溶剂按一定的比例混合均匀制备成浆料，然后将浆料涂覆在集流体上，加热挥发掉溶剂得到干燥的极片，再将干燥的极片碾压、裁剪到一定尺寸制成电极。

极片的干燥过程往往涉及极片内部的传热传质过程和极片与干燥介质的传热传质过程，对极片的性能有很重要的影响。然而，传统干燥技术主要着眼于待干燥物料和干燥介质的传热、传质机理研究，从而提高物料的干燥效率、降低能耗，申请号为201010257777.8的中国专利“一种天然橡胶干燥系统”，通过调节为期排风管的调节阀和变频调速器调节抽风机转速，控制尾气的排气量，把尾气的湿度控制在一定范围内，维持干燥柜中适宜的气流分布、温度分布和湿度分布，从而减少动力和热能消耗。

锂离子电池浆料涂覆到基材上后，其中包含的粘接剂（如SBR、CMC、PVDF等）在湿极片未完全干燥前存在布朗运动，当其运动到极片/空气界面时，会被表面张力俘获而在表面富集，导致极片厚度方向上粘接剂分布不均匀，且这种效应会随着温度的升高而加剧。锂离子电池极片的制备一般使用金属基材，浆料涂覆长度比基材长度小2～20mm，由于金属的导热性远远大于浆料，使得干燥过程中热量在湿极片的边缘聚集，粘接剂在该区域布朗运动加剧，表面富集显现严重，导致膜片边缘粘接力比中间差，出现龟裂、掉粉、脱膜的风险提高，严重影响电芯品质。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种极片干燥装置，可使用分段干燥，有效降低湿极片边缘部分在干燥过程中的干燥速度，缓解该区域粘接力表面富集，提高膜片横向干燥一致性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种极片干燥装置，包括干燥器箱体、加热源和用于放置极片的托辊，加热源和托辊均设置在干燥器箱体内，加热源置于托辊的正上方，还包括调节部，调节部设置于加热源的两边缘段，调节部末端之间的距离比极片宽度短10～200mm。通过调节部调节，进行干燥，减小涂层边缘部分升温速度，提高涂层横向的干燥均匀性和粘接力一致性；或进行分段干燥，使各干燥段中对湿极片进行加热的长度不同（各段的温度和加热源的长度不同，以温度逐渐升高、加热源长度逐渐减小为宜），以达到缓解极片边缘部分粘接力表面富集的目的，使其膜片横向干燥一致。

作为本实用新型的进一步改进，调节部末端之间的距离比极片宽度短20～180mm。为了抵消边缘金属基材带来的热量累积，利用调节部将加热源两边缘段进行遮挡，减小极片涂层边缘部分升温速度，使极片两边缘段加热程度最小，从而达到提高膜片横向干燥的一致性。

作为本实用新型的进一步改进，调节部由螺母支撑架、调节螺丝和挡块组成，螺母支撑架与加热源连接，并与调节螺丝配合，挡块紧贴加热源边缘，且与调节螺丝连接。可通过转动调节螺丝调节两挡块之间的距离，从而改变加热的长度，进行分段干燥，缓解极片边缘部分粘接力表面富集，以达到解决边缘部分容易龟裂、掉粉和脱膜问题的目的。

作为本实用新型的进一步改进，还包括用于检测极片温度的温度传感器，温度传感器置于加热源和托辊之间，并与干燥器箱体连接。加装温度传感器，时刻监测极片的温度，使其保证良好的干燥效果。

作为本实用新型的进一步改进，托辊为空心结构，且托辊的空心内部还设有所述加热源。在托辊的空心内部增设有加热源，对极片进行双向干燥，更能加快极片干燥速度。

作为本实用新型的进一步改进，托辊的空心内部还设有调节部。在托辊的空心内部增设有加热源和调节部，对极片进行双向干燥，同时使用调节部进行调节，更能加快极片干燥速度。

其中，利用以上加热源，本实用新型使用的加热方式可以是电阻或蒸汽加热的热风冲击、红外辐射加热和微波加热。加热装置长度的调节方法：对于热风冲击干燥，通过调整风嘴的长度；对于红外辐射加热和微波加热，可以调整发射源的长度。工作温度为50～150℃。针对不同的溶剂体系以及不同的干燥阶段，干燥器中的温度不同，一般温度范围为50～150℃。

作为本实用新型的进一步改进，托辊为金属托辊。托辊由金属材料制成，是由于金属为热导性很好的材料，所以在干燥的过程中，托辊也起到了很好的导热作用。