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      電極漿料輸送系統(tǒng)和使用該系統(tǒng)的電極漿料溫度控制方法與流程

      文檔序號(hào):39814603發(fā)布日期:2024-11-01 18:45閱讀:11來(lái)源:國(guó)知局
      電極漿料輸送系統(tǒng)和使用該系統(tǒng)的電極漿料溫度控制方法與流程

      本技術(shù)要求于2022年10月26日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)no.10-2022-0139373的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益。本發(fā)明涉及用于將電極漿料從混合器輸送到將電極漿料涂覆到電極集流器的涂覆器的電極漿料輸送系統(tǒng),以及用于控制電極漿料的溫度的方法。更具體地,本發(fā)明涉及電極漿料輸送系統(tǒng)和用于控制電極漿料的溫度的方法,該方法通過(guò)在功率接收方法中混合高溫漿料和低溫漿料來(lái)控制漿料的溫度,減少了控制漿料溫度所消耗的等待時(shí)間,并減少了用于控制溫度的漿料的損耗。


      背景技術(shù):

      1、可以反復(fù)充電和放電的二次電池被用于各種電子裝置。另外,隨著電子裝置的類型和形狀的多樣化,安裝在電子裝置中的二次電池的類型也在多樣化。近來(lái),使用鋰作為二次電池的鋰離子二次電池得到了廣泛的應(yīng)用。

      2、為了制造這些二次電池,需要涂覆有負(fù)極活性材料的負(fù)極,涂覆有正極活性材料的正極,以及放置在負(fù)極和正極之間的隔膜。為了制造這些負(fù)極活性材料和正極活性材料,通常需要一種電極活性材料、導(dǎo)電材料和粘結(jié)劑的混合物,稱為漿料。

      3、具體地,正極和負(fù)極的制造包括混合原材料的混合工藝,以及諸如涂覆、干燥、輥壓(roll?pressing)、上帶(taping)和分切之類的工藝。在將諸如電極活性材料、導(dǎo)電材料和粘結(jié)劑之類的原材料進(jìn)行混合以形成均勻的漿料的混合工藝中,漿料的溫度由于混合的熱量而逐漸地升高,然后漿料通過(guò)各種儲(chǔ)存罐來(lái)輸送,并使用冷卻劑將漿料的溫度控制到期望溫度。

      4、圖1示出了一種傳統(tǒng)的電極漿料輸送系統(tǒng)。參照?qǐng)D1,在現(xiàn)有技術(shù)中,將在混合器10中形成的漿料輸送到混合器儲(chǔ)存罐20、輸送罐30,并且最后輸送到將漿料供應(yīng)給涂覆輥的涂覆器供應(yīng)罐40。

      5、在涂覆工藝中,漿料的溫度會(huì)影響涂覆質(zhì)量、加載偏差等,因此將漿料溫度控制在適當(dāng)?shù)乃綄?duì)保證電極質(zhì)量的一致性非常重要。

      6、由于電極涂覆是連續(xù)的,但漿料混合是分批進(jìn)行的,并且輸送的漿料的溫度具有具備周期性的高點(diǎn)和低點(diǎn)的曲線。這里,在溫度變化迅速的部分,將漿料穩(wěn)定到目標(biāo)溫度所需的時(shí)間可能會(huì)過(guò)長(zhǎng)。另外,如果作為連續(xù)工藝的涂覆工藝由于轉(zhuǎn)換、斷開等原因而暫時(shí)停止,并且在調(diào)整工藝條件之后恢復(fù)工藝,也可以根據(jù)工藝條件的調(diào)整來(lái)調(diào)整漿料的溫度條件。并且根據(jù)漿料的溫度條件的調(diào)整,漿料達(dá)到目標(biāo)溫度的等待時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)降低產(chǎn)量。

      7、因此,有必要開發(fā)減少在涂覆期間為了穩(wěn)定溫度而損失的集流器和漿料的量并且使將漿料溫度調(diào)整到目標(biāo)值所需的等待時(shí)間最小化的技術(shù)。


      技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

      1、技術(shù)問(wèn)題

      2、本發(fā)明旨在提供一種電極漿料輸送系統(tǒng)和一種電極漿料溫度控制方法,該方法使將電極漿料的溫度調(diào)整到目標(biāo)值所需的時(shí)間最小化,從而使?jié){料和集流器的損失最小化。

      3、技術(shù)方案

      4、根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)是一種用于將電極漿料從電極漿料被混合的混合器輸送到用于涂覆電極漿料的涂覆器的電極漿料輸送系統(tǒng),電極漿料輸送系統(tǒng)包括:混合器儲(chǔ)存罐,混合器儲(chǔ)存罐用于存儲(chǔ)從混合器中排出的電極漿料;第一輸送罐,第一輸送罐用于存儲(chǔ)高溫漿料,并且通過(guò)平行分支的第一輸送管連接到混合器儲(chǔ)存罐;第二輸送罐,第二輸送罐用于存儲(chǔ)低溫漿料,并且通過(guò)平行分支的第一輸送管連接到混合器儲(chǔ)存罐;涂覆器供應(yīng)罐,涂覆器供應(yīng)罐被配置為分別從第一輸送罐和第二輸送罐接收高溫漿料和低溫漿料,并且將高溫漿料和低溫漿料的電極漿料混合物供應(yīng)到涂覆器;流速調(diào)節(jié)部,流速調(diào)節(jié)部被配置為分別調(diào)節(jié)從第一輸送罐引入到涂覆器供應(yīng)罐的高溫漿料的輸送流速以及從第二輸送罐引入到涂覆器供應(yīng)罐的低溫漿料的輸送流速;以及控制部,控制部用于控制涂覆器供應(yīng)罐中的電極漿料的溫度。

      5、根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)還可以包括:第二輸送管,第二輸送管連接在第一輸送罐與流速調(diào)節(jié)部之間,以將高溫漿料引入到流速調(diào)節(jié)部中;第三輸送管,第三輸送管連接在第二輸送罐與流速調(diào)節(jié)部之間,以將低溫漿料引入到流速調(diào)節(jié)部中;第四輸送管,第四輸送管連接在流速調(diào)節(jié)部與涂覆器供應(yīng)罐之間,以將高溫漿料和低溫漿料引入到涂覆器供應(yīng)罐中;以及第五輸送管,第五輸送管連接在涂覆器供應(yīng)罐和涂覆器之間,以將電極漿料引入到涂覆器中。

      6、在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)中,流速調(diào)節(jié)部被設(shè)置有與第二輸送管連接的第一端口和與第三輸送管連接的第二端口,并且流速調(diào)節(jié)部可以被配置為調(diào)節(jié)第一端口的開啟和關(guān)閉速率以及第二端口的開啟和關(guān)閉速率。

      7、在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)中,控制部可以通過(guò)分別調(diào)節(jié)第一端口和第二端口的開啟和關(guān)閉速率來(lái)控制涂覆器供應(yīng)罐中的電極漿料的溫度。

      8、根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)還可以包括:多個(gè)溫度傳感器,多個(gè)溫度傳感器用于測(cè)量電極漿料的溫度,其中,溫度傳感器可以分別安裝在混合器儲(chǔ)存罐、第一輸送罐、第二輸送罐、涂覆器供應(yīng)罐和第五輸送管中。

      9、在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)中,從第二輸送管分支出返回到第一輸送罐的第一返回管,并且可以在第二輸送管和第一返回管的分支部分處安裝第一閥門,并且從第三輸送管分支出返回到第二輸送罐的第二返回管,并且可以在第三輸送管和第二返回管的分支部分處安裝第二閥門。

      10、根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)還可以包括:第一循環(huán)泵,第一循環(huán)泵安裝在第一返回管上,以提供使高溫漿料循環(huán)到第一輸送罐的驅(qū)動(dòng)力;以及第二循環(huán)泵,第二循環(huán)泵安裝在第二返回管上,以提供使低溫漿料循環(huán)到第二輸送罐的驅(qū)動(dòng)力。

      11、根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)還可以包括:多個(gè)溫度傳感器,多個(gè)溫度傳感器用于測(cè)量電極漿料的溫度,其中,溫度傳感器可以分別安裝在混合器儲(chǔ)存罐、第一返回管、第二返回管、涂覆器供應(yīng)罐和第五輸送管中。

      12、在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)中,混合器儲(chǔ)存罐、第一輸送罐和第二輸送罐當(dāng)中的任何一個(gè)或更多個(gè)罐可以包括:腔室,腔室用于接收漿料;以及護(hù)套,護(hù)套形成在腔室的壁上并且使冷卻劑循環(huán)以調(diào)節(jié)漿料的溫度。

      13、在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)中,控制部可以被配置為通過(guò)調(diào)節(jié)護(hù)套中的冷卻劑的溫度來(lái)控制混合器儲(chǔ)存罐、第一輸送罐和第二輸送罐當(dāng)中的任何一個(gè)或更多個(gè)罐中的電極漿料的溫度。

      14、在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)中,控制部可以被配置為通過(guò)pid控制(比例積分微分控制)來(lái)控制電極漿料的溫度。

      15、在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)中,控制部可以進(jìn)行控制使得第一輸送罐中的高溫漿料的溫度(th)滿足下面的條件1,并且第二輸送罐中的低溫漿料的溫度(tl)滿足下面的條件2。

      16、【條件1】

      17、ts≤th≤ts+5℃

      18、【條件2】

      19、ts-5℃≤tl≤ts

      20、(在上述條件1和條件2中,ts為涂覆器供應(yīng)罐中的電極漿料的目標(biāo)溫度)

      21、在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)中,控制部可以進(jìn)行控制使得第一輸送罐中的高溫漿料的溫度(th)滿足下面的條件3,并且第二輸送罐中的低溫漿料的溫度(tl)滿足下面的條件4。

      22、【條件3】

      23、ts+1.5℃≤th≤ts+3.5℃

      24、【條件4】

      25、ts-3.5℃≤tl≤ts-1.5℃

      26、(在上述條件3和條件4中,ts為涂覆器供應(yīng)罐中的電極漿料的目標(biāo)溫度)

      27、在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)中,控制部可以控制使得混合器儲(chǔ)存罐中的電極漿料的溫度等于涂覆器供應(yīng)罐中的電極漿料的目標(biāo)溫度(ts)。

      28、在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的電極漿料輸送系統(tǒng)中,控制部可以控制電極漿料的溫度,使得安裝在第五輸送管中的溫度傳感器的感測(cè)值與安裝在涂覆器供應(yīng)罐中的溫度傳感器的感測(cè)值相同。

      29、根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的控制電極漿料的溫度的方法使用上述電極漿料輸送系統(tǒng)。

      30、有益效果

      31、根據(jù)本發(fā)明的電極漿料輸送系統(tǒng)和電極漿料的溫度控制方法,其中,第一輸送罐和第二輸送罐分別單獨(dú)地存儲(chǔ)高溫漿料和低溫漿料,并且通過(guò)將高溫漿料和低溫漿料進(jìn)行混合來(lái)控制涂覆器供應(yīng)罐中的電極漿料的溫度,但是流速調(diào)節(jié)部分別調(diào)節(jié)引入到涂覆器供應(yīng)罐中的高溫漿料的流速和低溫漿料的流速,使得涂覆器供應(yīng)罐中的漿料能夠迅速地達(dá)到目標(biāo)溫度。

      32、根據(jù)本發(fā)明的電極漿料輸送系統(tǒng)和電極漿料的溫度控制方法,當(dāng)調(diào)節(jié)漿料的溫度時(shí),控制混合器儲(chǔ)存罐中的電極漿料的溫度與涂覆器供應(yīng)罐中的電極漿料的目標(biāo)溫度相同,使得可以減少調(diào)節(jié)第一輸送罐和第二輸送罐中的電極漿料的溫度所需的時(shí)間。

      33、另外,根據(jù)本發(fā)明的電極漿料輸送系統(tǒng)和電極漿料的溫度控制方法具有以下效果:由于僅需要在包括儲(chǔ)存罐、輸送罐和涂覆器供應(yīng)罐的傳統(tǒng)的電極漿料輸送系統(tǒng)中安裝一個(gè)額外的輸送罐和流速調(diào)節(jié)部,因此提高了生產(chǎn)率,同時(shí)減少了在涂覆期間用于穩(wěn)定溫度的漿料和集流器的損失,而無(wú)需對(duì)電極漿料輸送系統(tǒng)進(jìn)行重大設(shè)計(jì)更改。

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