專利名稱：改善鋰離子電池正負(fù)極極片含水量的除水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋰離子電池加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種改善鋰離子電池正負(fù)極極片含水量的除水裝置。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)碼產(chǎn)品、電動(dòng)自行車、電動(dòng) 摩托車、電動(dòng)轎車、電動(dòng)裝卸車等相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)品的日益成熟和發(fā)展，對(duì)鋰離子電池一致性和成本等要求也越苛刻。為能提高鋰離子電池的穩(wěn)定性和拓展鋰離子電池在相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用及發(fā)展的重要性，在鋰離子電池的制造和控制過程中，降低水分含量控制成本是一個(gè)重要突破口。鋰離子電池組成由正極活性物質(zhì)(1^003、1^1102、1^祖(^0(|.#11(|.!￡0、1^ 04)，負(fù)極活性物質(zhì)(石墨)，電解質(zhì)(LiPF6等)，隔離器(PP、PE)，銅箔，鋁箔，不同材質(zhì)殼體等組成。在鋰離子電池中，水分的多少是影響鋰離子電池綜合性能的關(guān)鍵因素，水分與鋰離子電池電解質(zhì)(LiPF6)發(fā)生分解反應(yīng)生成氫氟酸(HF) JPH2CHLiP F6 — LiF+2HF丨+POF3,由于HF為高毒性氣體和具有強(qiáng)腐蝕性。氫氟酸(HF)物質(zhì)會(huì)對(duì)鋰離子電池正極活性物質(zhì)有不同程度的溶解，會(huì)在鋰離子電池負(fù)極活性物質(zhì)顆粒或負(fù)極片表面形成不同程度沉積物，影響鋰離子電池負(fù)極SEI膜的形成，或破壞鋰離子電池負(fù)極形成的SEI膜，增加了界面阻抗，從而影響鋰離子電池綜合性能。目前，為減少正、負(fù)極片活性物質(zhì)顆粒與顆粒間晶粒水分含量，通?？吭黾雍婵竟ば?，控制正、負(fù)極極片接觸空氣和增加烘烤設(shè)備，抑制水分在正、負(fù)極片表面沉積后對(duì)電池性能的影響，如中國專利2011100685043，公開了一種水性正極鋰離子電池生產(chǎn)工藝，包括如下工序，正負(fù)極配料、正負(fù)極涂布、制片、烘烤、制電芯、測(cè)短路、烘烤等，通過烘烤來降低極片的水分，但是現(xiàn)有加工工藝無法有效的改善正、負(fù)極活性物質(zhì)顆粒與顆粒間結(jié)晶水的存在。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可以明顯改善正、負(fù)極片活性物質(zhì)顆粒與顆粒間晶粒水分和正、負(fù)極片表面吸附水分含量、同時(shí)降低了綜合成本的改善鋰離子電池正負(fù)極極片含水量的除水裝置。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):改善鋰離子電池正負(fù)極極片含水量的除水裝置，它包括機(jī)體和套裝于機(jī)體外部的外殼，機(jī)體內(nèi)設(shè)置有鼓風(fēng)腔，鼓風(fēng)腔上部設(shè)有與殼體外部連通的開口，鼓風(fēng)腔內(nèi)設(shè)置有加熱器，鼓風(fēng)腔內(nèi)位于加熱器的上下兩側(cè)均設(shè)置有一層均風(fēng)板，兩層均風(fēng)板將鼓風(fēng)腔分隔為進(jìn)風(fēng)腔、加熱腔和出風(fēng)腔，均風(fēng)板上分布有通風(fēng)孔，機(jī)體上還設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)腔連通。所述的開口為倒V型開口，沿從鼓風(fēng)腔到外殼外部的方向，開口的通風(fēng)面積逐漸減小。 所述的機(jī)體采用能阻滯熱流傳遞的隔熱材料制成。[0010]所述的外殼采用不銹鋼材料制成。所述的加熱器為紅外加熱器、光波加熱器或陶瓷加熱器。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型主要在鋰離子電池制備裝配工序以前實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)改善傳統(tǒng)制造方法對(duì)鋰離子電池正、負(fù)極極片中保持低水分含量難的問題，通過增設(shè)除水裝置及時(shí)去除正負(fù)極極片表面吸附水分，降低鋰離子電池制備過程中正、負(fù)極片表面吸附水和正、負(fù)極活性物質(zhì)顆粒與顆粒間結(jié)晶水，可以明顯改善正、負(fù)極片活性物質(zhì)顆粒與顆粒間晶粒水分和正、負(fù)極片表面吸附水分含量。同時(shí)采用紅外加熱器、光波加熱器或陶瓷加熱器，相比采用傳統(tǒng)電熱絲降低了加熱能耗，減少了需要購買獨(dú)立烘烤設(shè)備所帶來的固定投入資金，從而大大降低了綜合成本。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型沿圖1中A-A截面的剖視示意圖圖3為本實(shí)用新型沿圖2中B-B截面的剖視示意圖圖4為采用本實(shí)用新型的高溫除水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖圖中，1-機(jī)體，2-外殼，3-開口，4-加熱器，5-進(jìn)風(fēng)腔，6_加熱腔，7_出風(fēng)腔，8_進(jìn)風(fēng)口，9-除水裝置A，10-除水裝置B，11-極片，12-均風(fēng)板A，13-均風(fēng)板B。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述:如圖1、圖2、圖3所示，改善鋰離子電池正負(fù)極極片含水量的除水裝置，它包括機(jī)體I和套裝于機(jī)體I外部的外殼2,機(jī)體I內(nèi)設(shè)置有鼓風(fēng)腔,鼓風(fēng)腔上部設(shè)有與殼體外部連通的開口 3,鼓風(fēng)腔內(nèi)設(shè)置有加熱器4,鼓風(fēng)腔內(nèi)位于加熱器4的上下兩側(cè)均設(shè)置有一層均風(fēng)板，兩層均風(fēng)板將鼓風(fēng)腔分隔為進(jìn)風(fēng)腔5、加熱腔6和出風(fēng)腔7，均風(fēng)板上分布有通風(fēng)孔，機(jī)體I上還設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 8，進(jìn)風(fēng)口 8與進(jìn)風(fēng)腔5連通。所述的開口 3為倒V型開口 3，沿從鼓風(fēng)腔到外殼2外部的方向，開口 3的通風(fēng)面積逐漸減小。所述的機(jī)體I采用能阻滯熱流傳遞的隔熱材料制成。所述的外殼2采用不銹鋼材料制成。所述的加熱器4為紅外加熱器4、光波加熱器4或陶瓷加熱器4。采用上述除水裝置改善鋰離子電池正負(fù)極極片含水量的方法，它包括以下步驟:S1、在涂布機(jī)的后方、輥軋機(jī)的后方和制片機(jī)的后方分別設(shè)置一組高溫除水系統(tǒng)，如圖4所示，所述的高溫除水系統(tǒng)包括分設(shè)于極片11上下兩側(cè)的兩臺(tái)除水裝置，位于極片11上方的除水裝置A9的開口 3正對(duì)于極片11的上表面，位于極片11下方的除水裝置BlO的開口 3正對(duì)于極片11的下表面；S2、將步驟SI中所述的高溫除水系統(tǒng)的除水裝置的進(jìn)風(fēng)口 8均與風(fēng)機(jī)連接，風(fēng)機(jī)吹入的氣體通過進(jìn)風(fēng)口 8進(jìn)入進(jìn)風(fēng)腔5，由設(shè)置于進(jìn)風(fēng)腔5與加熱腔6之間的均風(fēng)板A12均勻后，進(jìn)入加熱腔6，然后由加熱器4對(duì)進(jìn)入加熱腔6的氣體進(jìn)行加熱，加熱后的氣體由設(shè)置于加熱腔6與出風(fēng)腔7之間的均風(fēng)板B13均勻后通過開口 3均勻吹到極片11的表面，除去極片11表面的吸附水和正、負(fù)極活性物質(zhì)顆粒與顆粒間結(jié)晶水。所述的極片11為正極極片，所述的涂布機(jī)為正極涂布機(jī)。所述的極片11為負(fù)極極片，所述的涂布機(jī)為負(fù)極涂布機(jī)。所述的制片機(jī)為全自動(dòng)制片機(jī)或半自動(dòng)制片機(jī)。本實(shí)用新型的工作過程如下:1、將正極活性物質(zhì) LiCoO3' LiMnO2' LiNi0.zCo0.yMn0.xO、LiMPO4,加入 PVDF 溶液和導(dǎo)電溶液中，經(jīng)過攪拌后制作成為正極漿料。將制作好的正極漿料，通過正極涂布機(jī)均勻的涂布在鋁箔或鋁網(wǎng)上，經(jīng)過涂布機(jī)烘干道預(yù)烘干，制作成為正極單面極片含正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、鋁箔或鋁網(wǎng)。將制作好的正極漿料，按照不同設(shè)計(jì)要求的面積均勻涂覆在制作完成的正極單面極片的反面，經(jīng)過正極涂布機(jī)烘干道預(yù)烘干，完成涂覆工段的正極片制作。完成涂覆工段制作后的正極片，通過置于正極涂布機(jī)收卷處的一組高溫除水系統(tǒng)60°C 130°C可調(diào)節(jié)，除去正極極片與空氣接觸后表面的吸附水分，同時(shí)在正極極片經(jīng)過輥扎機(jī)前一并去除正極活性物質(zhì)顆粒與顆粒間的吸附水分和結(jié)晶水分。2、將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、硬碳、軟碳等，加入CMC溶液和導(dǎo)電溶液中，經(jīng)過攪拌后制作成為負(fù)極衆(zhòng)料。將制作好的負(fù)極漿料，通過負(fù)極涂布機(jī)均勻的涂布在銅箔或銅網(wǎng)上，經(jīng)過涂布機(jī)烘干道預(yù)烘干，制作成為負(fù)極單面極片含負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、銅箔或銅網(wǎng)。將制作好的負(fù)極漿料，按照不同設(shè)計(jì)要求的面積均勻涂覆在制作完成的負(fù)極單面極片的反面，經(jīng)過負(fù)極涂布機(jī)烘干道預(yù)烘干，完成涂覆工段的負(fù)極片制作。完成涂覆工段制作后的負(fù)極片，通過置于負(fù)極涂布機(jī)收卷處的一組高溫除水系統(tǒng)600C 130°C可調(diào)節(jié)，除去負(fù)極極片與空氣接觸后表面的吸附水分，同時(shí)在負(fù)極極片經(jīng)過輥扎機(jī)前一并去除負(fù)極活性物質(zhì)顆粒與顆粒間的吸附水分和結(jié)晶水分。3、分別將一組高溫除水系統(tǒng)60V 130°C可調(diào)節(jié)在輥軋機(jī)、全自動(dòng)/半自動(dòng)制片機(jī)安裝，可除去正負(fù)極極片在輥扎前，搬運(yùn)或存放導(dǎo)致正負(fù)極極片表面吸附的水分，并將正負(fù)極極片表面含水量保持在30PPM以下；同時(shí)去除正負(fù)極極片經(jīng)過輥扎后正負(fù)極活性物質(zhì)顆粒與顆粒間的結(jié)晶水，并將其水分含量保持在30PPM以下。上述操作使得經(jīng)過涂布機(jī)烘干道、輥扎機(jī)、全自動(dòng)/半自動(dòng)制片機(jī)后的正負(fù)極極片在勻速1.5m/min 12.0m/min前進(jìn)的情況下,正負(fù)極片表面吸附水份、正負(fù)極活性物質(zhì)顆粒與顆粒間結(jié)晶水份含量低于30PPM以下，通過控制活性物質(zhì)顆粒與顆粒間、正負(fù)極極片表面吸附水分的方法可以有效控制極片11的相關(guān)物理特性，也可以有效改善鋰離子電池綜合性能。
權(quán)利要求1.改善鋰離子電池正負(fù)極極片含水量的除水裝置，其特征在于:它包括機(jī)體(I)和套裝于機(jī)體(I)外部的外殼(2),機(jī)體(I)內(nèi)設(shè)置有鼓風(fēng)腔，鼓風(fēng)腔上部設(shè)有與殼體外部連通的開口(3)，鼓風(fēng)腔內(nèi)設(shè)置有加熱器(4)，鼓風(fēng)腔內(nèi)位于加熱器(4)的上下兩側(cè)均設(shè)置有一層均風(fēng)板，兩層均風(fēng)板將鼓風(fēng)腔分隔為進(jìn)風(fēng)腔(5)、加熱腔(6)和出風(fēng)腔(7)，均風(fēng)板上分布有通風(fēng)孔，機(jī)體(I)上還設(shè)有進(jìn)風(fēng)口( 8 )，進(jìn)風(fēng)口( 8 )與進(jìn)風(fēng)腔(5 )連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善鋰離子電池正負(fù)極極片含水量的除水裝置，其特征在于:所述的開口(3)為倒V型開口(3)，沿從鼓風(fēng)腔到外殼(2)外部的方向，開口(3)的通風(fēng)面積逐漸減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善鋰離子電池正負(fù)極極片含水量的除水裝置，其特征在于:所述的機(jī)體(I)采用能阻滯熱流傳遞的隔熱材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善鋰離子電池正負(fù)極極片含水量的除水裝置，其特征在于:所述的外殼(2)采用不銹鋼材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了改善鋰離子電池正負(fù)極極片含水量的除水裝置，它包括機(jī)體(1)和外殼(2)，機(jī)體(1)內(nèi)設(shè)置有鼓風(fēng)腔，鼓風(fēng)腔上部設(shè)有與殼體外部連通的開口(3)，鼓風(fēng)腔內(nèi)設(shè)置有加熱器(4)，鼓風(fēng)腔內(nèi)位于加熱器(4)的上下兩側(cè)均設(shè)置有一層均風(fēng)板，兩層均風(fēng)板將鼓風(fēng)腔分隔為進(jìn)風(fēng)腔(5)、加熱腔(6)和出風(fēng)腔(7)，均風(fēng)板上分布有通風(fēng)孔，機(jī)體(1)上還設(shè)有進(jìn)風(fēng)口(8)，進(jìn)風(fēng)口(8)與進(jìn)風(fēng)腔(5)連通。本實(shí)用新型的有益效果是通過增設(shè)本實(shí)用新型能及時(shí)去除正負(fù)極極片表面吸附水分和正、負(fù)極活性物質(zhì)顆粒與顆粒間結(jié)晶水，同時(shí)采用紅外加熱器、光波加熱器或陶瓷加熱器，相比采用傳統(tǒng)電熱絲降低了加熱能耗。
文檔編號(hào)H01M4/139GK203013847SQ20122067981
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者周清, 陳澤明, 曾祥軍 申請(qǐng)人:廣漢禧丹佛納米鋰電池有限公司