專利名稱：干燥方法和干燥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種干燥方法和干燥裝置。
背景技術(shù)：
期望快速地使干燥對象物干燥。在鋰離子電池的制造工序中，水分特別易附著于電極。若向附著有水分的電極注入電解液，則該電解液與水分進(jìn)行反應(yīng)。其結(jié)果，電極劣化。只要制造環(huán)境被管理在恒定露點溫度(露點溫度-25度以下)，水分就不會附著在電極上。然而，如此管理制造環(huán)境實際上比較困難。使電極干燥以便在剛要注入電解液之前去除水分是比較現(xiàn)實的。因此，在WO 01/095682中，放入了干燥對象物的槽內(nèi)被減壓。沸點因減壓而降低?！て浣Y(jié)果，水分變得易于蒸發(fā)。因此，干燥時間被縮短。然而，在該方法中，水分的蒸發(fā)量依賴于減壓程度。若裝置的減壓能力達(dá)到極限，則減壓程度限制在恒定程度。此時蒸發(fā)量也變得恒定。若裝置的減壓能力降低，則減壓程度較小。這樣蒸發(fā)量較小。在這種情況下，干燥能力較低。其結(jié)果，干燥時間并不那樣程度地被縮短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是著眼于這種以往的問題點而做成的，其目的在于提供一種規(guī)模不大并能夠充分地縮短干燥時間的干燥方法和干燥裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個技術(shù)方案，提供一種干燥方法，該干燥方法具有以下工序加熱工序，對設(shè)置在干燥室內(nèi)的干燥對象物進(jìn)行加熱而將干燥對象物加熱至規(guī)定溫度；維持工序，維持上述規(guī)定溫度；上升工序，使上述干燥室內(nèi)的氣壓上升至比大氣壓高的規(guī)定氣壓；降低工序，使上述干燥室內(nèi)的氣壓從上述規(guī)定氣壓降低。根據(jù)本發(fā)明的另一技術(shù)方案，提供一種干燥裝置，該干燥裝置具有干燥室，其用于設(shè)置干燥對象物；溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在上述干燥室內(nèi)，用于對上述干燥對象物進(jìn)行加熱而將上述干燥對象物加熱至規(guī)定溫度，之后，維持該規(guī)定溫度；氣壓調(diào)整機(jī)構(gòu)，其用于使上述干燥室內(nèi)的氣壓上升至比大氣壓高的規(guī)定氣壓，之后，使上述干燥室內(nèi)的氣壓降低。以下，與附圖一同詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式和優(yōu)點。


圖I是用于本發(fā)明的干燥裝置的第I實施方式的鋰離子二次電池的概略圖。圖2是表示本發(fā)明的干燥裝置的第I實施方式的概略結(jié)構(gòu)圖。圖3是說明第I實施方式的干燥裝置的工作的時間圖。圖4是說明減壓時促進(jìn)水分脫離的機(jī)理的圖。圖5是說明第I實施方式的效果的圖。圖6是說明第2實施方式的干燥裝置的工作的時間圖。
具體實施例方式第I實施方式圖I是用于本發(fā)明的干燥裝置的第I實施方式的鋰離子二次電池的概略圖。圖I的(A)是鋰離子二次電池的立體圖。圖I的(B)是圖I的(A)的B-B剖視圖。鋰離子二次電池100包括多個單電池110和外部封裝120。單電池110被層疊規(guī)定數(shù)量并且并聯(lián)地電連接。各個單電池110包括隔膜111、正極112以及負(fù)極113。
隔膜111為電解質(zhì)層。正極112具有薄板的正極集電體112a和形成在薄板的正極集電體112a的兩面的正極層112b。此外，配置在最外層的正極112只在正極集電體112a的單面具有正極層112b。所有的正極集電體112a集合成一個并且并聯(lián)地電連接。在圖I的(B)中，所有的正極集電體112a在左側(cè)集合成一個。該集合部分為正極集電部。負(fù)極113具有薄板的負(fù)極集電體113a和形成在薄板的負(fù)極集電體113a的兩面的負(fù)極層113b。此外，配置在最外層的負(fù)極113只在負(fù)極集電體113a的單面具有負(fù)極層113b。所有的負(fù)極集電體113a集合成一個并且并聯(lián)地電連接。在圖I的(B)中，所有的負(fù)極集電體113a在右側(cè)集合成一個。該集合部分為負(fù)極集電部。外部封裝120容納被層疊后的多個單電池110。外部封裝120由高分子-金屬復(fù)合層壓膜的薄片材料形成。高分子-金屬復(fù)合層壓膜是由鋁等金屬被聚丙烯膜等絕緣體覆蓋而形成的。外部封裝120在容納了層疊后的單電池110的狀態(tài)下對3個邊進(jìn)行熱熔接。剩余的I個邊不被熱熔接而開口。該剩余的I個邊在后工序中注入電解液之后被熱熔接。外部封裝120包括正極引板122和負(fù)極引板123。正極引板122和負(fù)極引板123是用于將單電池110的電力向外部輸出的端子。正極引板122的一端在外部封裝120的內(nèi)部與正極集電部相連接。正極引板122的另一端露出到外部封裝120外。負(fù)極引板123的一端在外部封裝120的內(nèi)部與負(fù)極集電部相連接。負(fù)極引板123的另一端露出到外部封裝120外。圖2是表示本發(fā)明的干燥裝置的第I實施方式的概略結(jié)構(gòu)圖。干燥裝置I包括干燥室10、溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)20、氣壓調(diào)整機(jī)構(gòu)30。干燥室10用于設(shè)置干燥對象物。此外，在本實施方式中，干燥對象物為圖I所示的鋰離子二次電池100。該鋰離子二次電池100的3個邊被熱熔接。剩余的I個邊不被熱熔接而開口。干燥室10的內(nèi)部氣壓由氣壓傳感器11進(jìn)行檢測。溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)20為設(shè)置在干燥室10的加熱器。溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)20為了使作為干燥對象物的鋰離子二次電池100達(dá)到規(guī)定溫度而對鋰離子二次電池100進(jìn)行加熱。而且，之后，溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)20為了維持該規(guī)定溫度而對鋰離子二次電池100進(jìn)行加熱。具體而言，溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)20對正極引板122和負(fù)極引板123進(jìn)行加熱。若溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)20對正極引板122和負(fù)極引板123進(jìn)行加熱，則熱量如圖中的箭頭那樣傳遞到正極112和負(fù)極113。鋰離子二次電池100越干燥，溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)20所供給的熱量越變少。即溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)20根據(jù)電池內(nèi)部的剩余水分量來調(diào)整加熱量。此外，規(guī)定溫度在不超過構(gòu)成電池的材料中耐熱溫度最低的材料的耐熱溫度的范圍內(nèi)優(yōu)選盡可能高的溫度。另外，規(guī)定溫度也可以不保持在恒定值。即，只要是在不妨礙剩余水分的蒸發(fā)的范圍內(nèi)，也可以使溫度變動。氣壓調(diào)整機(jī)構(gòu)30用于使干燥室10的室內(nèi)氣壓上升并降低。氣壓調(diào)整機(jī)構(gòu)30包括真空泵31、壓力調(diào)整罐32、三通閥33。真空泵31經(jīng)由三通閥33與干燥室10相連接。真空泵31抽吸干燥室10的空氣。其結(jié)果，干燥室10的氣壓降低。壓力調(diào)整罐32經(jīng)由三通閥33與干燥室10相連接。壓力調(diào)整罐32貯存壓縮空氣。壓力調(diào)整罐32向干燥室10供給壓縮空氣。其結(jié)果，干燥室10的氣壓上升。三通閥33用于將干燥室10的連通目標(biāo)切換至真空泵31或壓力調(diào)整罐32。圖3是說明第I實施方式的干燥裝置的工作的時間圖?！な紫龋瑴囟日{(diào)整機(jī)構(gòu)20進(jìn)行工作，為了使設(shè)置在干燥室10的鋰離子二次電池100達(dá)到目標(biāo)溫度而進(jìn)行加熱(加熱工序#101)。此外，目標(biāo)溫度在不超過構(gòu)成電池的材料中耐熱溫度最低的材料的耐熱溫度的范圍內(nèi)最好為盡可能高的溫度。之后，為了維持該溫度，鋰離子二次電池100被加熱(維持工序#102)。然后，氣壓調(diào)整機(jī)構(gòu)30進(jìn)行工作，干燥室10的室內(nèi)氣壓被上升至比大氣壓高的規(guī)定氣壓(上升工序#103)。具體而言，三通閥33被切換而使干燥室10和壓力調(diào)整罐32連通。于是，貯存在壓力調(diào)整罐32的壓縮空氣供給到干燥室10。其結(jié)果，干燥室10的氣壓上升。在時刻tl，干燥室10的氣壓一達(dá)到目標(biāo)氣壓，三通閥33就被切換而使干燥室10和真空泵31連通。于是，真空泵31抽吸干燥室10的空氣。其結(jié)果，干燥室10的氣壓降低(降低工序#104)。在時刻t2，干燥室10的氣壓一達(dá)到目標(biāo)氣壓，三通閥33就再次被切換而使干燥室10和壓力調(diào)整罐32連通。其結(jié)果，干燥室10的氣壓上升。依次重復(fù)進(jìn)行以上的工序。這樣一來，尤其在減壓時(例如時刻tl t2)促進(jìn)水分的脫離，因而干燥時間被縮短。參照圖4說明該情況。圖4是說明減壓時促進(jìn)水分脫離的機(jī)理的圖，圖4的(A)表示通常壓力狀態(tài)，圖4的(B)表示加壓狀態(tài)，圖4的(C)表示減壓狀態(tài)。如圖4的(A)所示，通常壓力狀態(tài)的水滴的接觸角為Θ。。若干燥室10的氣壓上升，則如圖4的(B)所示，水滴的接觸角成為比Θ ^小的Θ 10即氣壓以如實線箭頭A1按壓水滴而使水滴附著于材料的方式發(fā)揮作用。在該狀態(tài)下，如虛線箭頭B1所示那樣積累內(nèi)部能量。接著，若干燥室10的氣壓被降低，如圖4的(C)所示，水滴的接觸角成為比Θ。大的θ2。即氣壓按壓水滴的力量變?nèi)?。而且，在該狀態(tài)下，如虛線箭頭B2所示內(nèi)部能量被釋放，水滴蒸發(fā)。另外，沸點因氣壓降低而降低，水滴進(jìn)一步變得易于蒸發(fā)。圖5是說明第I實施方式的效果的圖。在比較形態(tài)中，在干燥室內(nèi)的壓力保持于恒定真空的狀態(tài)下，溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)20將鋰離子二次電池100加熱了規(guī)定時間。在該情況下的水分減少率在正極為8. 8%，在負(fù)極為71. 1%。
相對于此，根據(jù)本實施方式，相同時間中的水分減少率在正極為14. 8%，在負(fù)極為94. 6%。使干燥室內(nèi)的壓力上升/降低的本實施方式比保持恒定壓力的比較形態(tài)易于使正極和負(fù)極干燥。即干燥時間被縮短。在鋰離子電池的制造工序中，水分特別易附著于電極。若向附著有水分的電極注入電解液，則該電解液與水分進(jìn)行反應(yīng)。其結(jié)果，電極劣化。因此，需要使電極干燥，以便在剛要注入電解液之前去除水分。然而，電極處在外部封裝的內(nèi)部。因此，使電極干燥比較困難。若外部封裝的內(nèi)部為高溫，則附著在外部封裝的內(nèi)部的部件的水分易于蒸發(fā)。然而，電池由異種材料復(fù)雜地構(gòu)成。因而，也存在耐熱溫度較低的材料。不能夠設(shè)為超過這種材料的耐熱溫度的高溫。根據(jù)這種理由，使外部封裝的內(nèi)部部件快速地干燥比較困難。相對于此，在本實施方式中，溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)20以不超過耐熱溫度最低的電池構(gòu)成 材料的耐熱溫度的方式對設(shè)置在干燥室10的鋰離子二次電池100進(jìn)行加熱。溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)20特別是對正極引板122和負(fù)極引板123進(jìn)行加熱，因此外部封裝的內(nèi)部被加熱。因而能夠快速地干燥。然后，氣壓調(diào)整機(jī)構(gòu)30進(jìn)行工作，干燥室10的室內(nèi)氣壓被上升至比大氣壓高的規(guī)定氣壓之后，被降低。若室內(nèi)氣壓比大氣壓高，則在水分中積累內(nèi)部能量。而且，若室內(nèi)氣壓降低，則釋放該內(nèi)部能量。其結(jié)果，水分變得易于蒸發(fā)。特別是室內(nèi)氣壓比大氣壓低時，則水的沸點降低。室內(nèi)氣壓越比大氣壓低，沸點越降低。其結(jié)果，水變得易于蒸發(fā)。此外，附著在材料表面的水分的浮力上升，促進(jìn)水分脫離。因而干燥時間被縮短。另外，在上述的WO 01/095682的方法中，水分的蒸發(fā)量依賴于減壓程度。為了使減壓程度變大，必須提高泵的能力，或必須使槽變厚。其結(jié)果，裝置變得大規(guī)模且成本變高。若達(dá)到裝置的減壓能力的極限，則減壓程度限制在恒定程度。此時蒸發(fā)量也變得恒定。若裝置的減壓能力較低并減壓程度較小，則蒸發(fā)量較小。在這種情況下，干燥能力較低，因而干燥時間并不那樣程度地被縮短。相對于此，在本實施方式中，也可以不使減壓程度變大。因而，即使不是大規(guī)模的裝置也能夠?qū)崿F(xiàn)。第2實施方式圖6是說明第2實施方式的干燥裝置的工作的時間圖。在本實施方式中，干燥室10的室內(nèi)氣壓以設(shè)置在干燥室10的鋰離子二次電池100達(dá)到目標(biāo)溫度時成為目標(biāo)氣壓的方式被上升(上升工序#103)。即，在本實施方式中，設(shè)置在干燥室10的鋰離子二次電池100在時刻tl達(dá)到目標(biāo)溫度。在這個時刻干燥室10的室內(nèi)氣壓成為目標(biāo)氣壓。如此進(jìn)行，干燥時間被進(jìn)一步縮短。以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但是上述實施方式只是表示了本發(fā)明的應(yīng)用例的一部分，主旨并不是將本發(fā)明的保護(hù)范圍限定于上述實施方式的具體結(jié)構(gòu)。例如，氣壓調(diào)整機(jī)構(gòu)并不限于如上例示的裝置。也可以利用泵進(jìn)行加壓來提高氣壓。另外，在上述實施方式中，干燥室的室內(nèi)氣壓是否達(dá)到了規(guī)定壓力由壓力傳感器11直接進(jìn)行了檢測。并不限于此，可以根據(jù)三通閥33的切換時間來進(jìn)行估計(間接進(jìn)行檢測)。 本申請基于2010年5月17日向日本國特許廳提出申請的特愿2010-112935要求優(yōu)先權(quán)，該申請的所有內(nèi)容根據(jù)參照引入本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種干燥方法，其中，該干燥方法具有以下工序 加熱工序(#101 )，對設(shè)置在干燥室(10)內(nèi)的干燥對象物(100)進(jìn)行加熱而將該干燥對象物(100)加熱至規(guī)定溫度； 維持工序(#102)，維持上述規(guī)定溫度； 上升工序(#103)，使上述干燥室(10)內(nèi)的氣壓上升至比大氣壓高的規(guī)定氣壓； 降低工序(#104)，使上述干燥室(10)內(nèi)的氣壓從上述規(guī)定氣壓降低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干燥方法，其特征在于， 在使上述干燥室(10)內(nèi)的氣壓上升的上升工序(#103)中，在上述干燥對象物(100)達(dá)到規(guī)定溫度時使上述干燥室(10)內(nèi)的氣壓成為上述規(guī)定氣壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干燥方法，其特征在于， 在使上述干燥室(10)內(nèi)的氣壓上升的上升工序(#103)中，以在上述干燥對象物(100)維持在規(guī)定溫度時達(dá)到上述規(guī)定氣壓的方式使上述干燥室(10)內(nèi)的氣壓上升。
4.一種干燥裝置，其中，該干燥裝置具有 干燥室(10)，其用于設(shè)置干燥對象物(100)； 溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)(20)，其設(shè)置在上述干燥室(10)內(nèi)，用于對上述干燥對象物(100)進(jìn)行加熱而將上述干燥對象物(100 )加熱至規(guī)定溫度，之后，維持該規(guī)定溫度； 氣壓調(diào)整機(jī)構(gòu)(30)，其用于使上述干燥室(10)內(nèi)的氣壓上升至比大氣壓高的規(guī)定氣壓，之后，使上述干燥室(10)內(nèi)的氣壓降低。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干燥裝置，其特征在于， 上述干燥對象物(100)是包括封裝材料(120)和設(shè)置在該封裝材料(120)的內(nèi)部的電極(112、113)的發(fā)電元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的干燥裝置，其特征在于， 上述溫度調(diào)整機(jī)構(gòu)(20)的一端在上述封裝材料(120)的內(nèi)部與上述電極(112、113)相連接，并且另一端對露出到上述封裝材料(I20)之外的端子(I22、123)進(jìn)行加熱。
全文摘要
本發(fā)明提供一種干燥方法和干燥裝置。干燥方法具有以下工序?qū)υO(shè)置在干燥室內(nèi)的干燥對象物進(jìn)行加熱而將該干燥對象物加熱至規(guī)定溫度的工序；維持規(guī)定溫度的工序；使干燥室內(nèi)的氣壓上升至比大氣壓高的規(guī)定氣壓的工序；使干燥室內(nèi)的氣壓從規(guī)定氣壓降低的工序。
文檔編號H01M10/058GK102906519SQ201180024538
公開日2013年1月30日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者藤原大樹 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社