用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统，该系统能够控制将要供应至干燥单元的空气的流量，以防止在干燥过程开始时因电极板过度干燥而引起的电极板的损坏。


背景技术：

2.用于干燥二次电池电极板的装置对于干燥炉的每个部分具有预定的干燥温度和风量。由于在保持温度和风量恒定的状态下干燥电极板，因此在干燥过程开始时，由于基于浓度的干燥(concentration
‑
based drying)，使电极板过度干燥，从而导致电极板破裂、电极板断裂以及由于粘合剂迁移(binder migration)而导致电极电阻增加。这造成了干燥的电极板的质量劣化的问题。
3.传统上，为了防止这种问题，已经提出了以下方法：当干燥炉运行时，打开干燥炉的门以将外部流体强行引入干燥炉中，从而解决了过热的问题；在干燥炉开始运转时用喷雾器将水喷雾到基材上以强制增加干燥炉中的溶剂饱和量之后进行生产；并且在干燥炉开始运转时降低干燥炉中的温度，并在生产时将温度调节至目标干燥温度。但是，为解决过热而引入外部流体可能会导致安全事故，因为在干燥正极板过程中产生的可燃/有毒气体(nmp)会释放到外部，为了在干燥炉中强制增加溶剂饱和量而喷水，可能会引起在干燥过程中产生nmp的正极板的nmp气体浓度迅速增加的问题，并且在生产的同时降低初始温度并将温度调节至目标干燥温度可能引起以下问题：将温度从低温稳定到目标温度所需的时间不是恒定的，因此，在稳定温度的过程中电极板未部分地干燥，导致生产质量下降。
4.因此，需要一种能够解决这种问题的新型电极板干燥系统。
5.[相关技术文献]
[0006]
[专利文献]
[0007]
专利文献1)韩国特许公开专利第10
‑
2018
‑
0069388号(标题为“电极干燥装置”，于2018年6月25日公开)


技术实现要素：

[0008]
本发明的实施方案旨在提供一种用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统(flexible air supply damper system)，该系统在停止后重新启动时，能够控制供应到干燥炉的热空气的量，以解决干燥过程开始时电极板过热的问题。
[0009]
此外，提出了这种系统的特定方面以更有效的方式维护系统。
[0010]
本发明的另一个实施方案旨在提供一种使用柔性空气供应阻尼系统来防止过度干燥的方法，以防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷。
[0011]
在一个总体方面，一种用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空
气供应阻尼系统包括：流体供应单元100，其供应流体；加热单元200，其加热通过流体供应单元100供应的流体；干燥单元300，其在接收通过加热单元200加热的流体的同时干燥电极板；阻尼单元(damper unit)400，其将通过加热单元200的流体分离开(splitting)以控制要引入干燥单元300中的流体的量；和排出单元500，通过其排出在干燥单元300中使用的流体和从阻尼单元400分离出来的流体。
[0012]
排出单元500可以包括排出流体的排出装置510；第一排出通道520，其允许阻尼单元400与排出装置510彼此连通；以及第二排出通道530，其允许干燥单元300与排出装置510彼此连通。
[0013]
柔性空气供应阻尼系统还可包括循环单元600，该循环单元600将来自干燥单元300的流体经由加热单元200重新引入。
[0014]
流体供应单元100可以包括：引入流体的引入装置110；和引入通道120，其将由引入装置110引入的流体引导至加热单元200。
[0015]
循环单元600可以包括循环供应装置610，其位于引入装置110和加热单元200之间，并且将通过引入装置110引入的流体和通过干燥单元300引入的流体中的至少一种供给至加热单元200；以及循环通道620，其允许干燥单元300与位于引入装置110和循环供应装置610之间的引入通道120彼此连通。
[0016]
柔性空气供应阻尼系统还可以包括位于循环通道620上的流量测量单元700，以测量通过循环通道620被引入至引入通道120的流体的流量，并将所测得的流量信息提供给排出装置510。
[0017]
排出装置510可以基于从流量测量单元700接收的关于流量的信息来控制待排出的流体的量，以使循环通过循环通道620的流体的量保持恒定。
[0018]
在另一个总体方面，一种用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的使用柔性空气供应阻尼系统的干燥方法，其包括：引入流体流量确定步骤s100，其确定要通过流体供应单元100引入的流体的流量；干燥流体温度确定步骤s200，其设定要引入到干燥单元300中的流体的温度；干燥流体流量确定步骤s300，其控制将要从阻尼单元400引入至干燥单元300的流体的流量；排出流体流量确定步骤s400，其确定将要通过排出单元500排出的流体的流量，其中，在干燥流体流量确定步骤s300中，将干燥流体的流量确定为在预定时间段内逐步增加。
附图说明
[0019]
图1为示出根据本发明的第一示例性实施方案的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统的示意图。
[0020]
图2为示出根据第一示例性实施方案的使用用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统的干燥方法的流程图。
[0021]
图3a和图3b分别为用于说明根据第一示例性实施方案的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统的电极板干燥方法的表格和曲线图。
[0022]
图4和图5为示出根据本发明的第二示例性实施方案的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统的示意图。
[0023]
图6a和图6b分别为用于说明根据本发明的第二示例性实施方案的用于防止过度
干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统的电极板干燥方法的表格和曲线图。
[0024]
[主要部件的详细说明]
[0025]
100：流体供应单元
[0026]
110：引入装置
[0027]
120：引入通道
[0028]
200：加热单元
[0029]
300：干燥单元
[0030]
400：阻尼单元
[0031]
500：排出单元
[0032]
510：排出装置
[0033]
520：第一排出通道
[0034]
530：第二排出通道
[0035]
600：循环单元
[0036]
610：流通供应装置
[0037]
620：循环通道
[0038]
700：流量测量单元
[0039]
s100：引入流体流量确定步骤
[0040]
s200：干燥流体温度确定步骤
[0041]
s300：干燥流体流量确定步骤
[0042]
s400：排出流体流量确定步骤
具体实施方式
[0043]
根据以下将参考附图详细描述的示例性实施方案，本发明的优点和特征及其实现方法将变得清楚。然而，本发明不限于下面将要描述的示例性实施方案，并且可以以各种不同的形式来实现。提供示例性实施方案以完成本发明的披露，并且使本领域技术人员完全理解本发明的范围。本发明仅由权利要求书限定。在整个说明书中，相同的附图标记(reference numeral)表示相同的组件。
[0044]
在描述本发明的示例性实施方案时，如果确定已知功能或配置的详细描述可能不必要地使本发明的主旨不清楚，则将省略其详细描述。此外，考虑到本发明的示例性实施方案中的功能来定义以下术语，并且可以通过用户和操作者的意图或实践以不同的方式来解释以下术语。因此，应基于整个说明书中的内容进行定义。
[0045]
在下文中，将参考附图描述根据本发明的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统1000。
[0046]
图1为示出根据本发明的第一示例性实施方案的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统1000的示意图。
[0047]
参考图1，根据本发明的第一示例性实施方案的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统1000包括：流体供应单元100，其供应流体；加热单元200，其加热通过流体供应单元100供应的流体；干燥单元300，其在接收通过加热单元
200加热的流体的同时干燥电极板；阻尼单元400，其将通过加热单元200的流体分离开以控制要引入干燥单元300中的流体的量；排出单元500，通过其排出在干燥单元300中使用的流体和从阻尼单元400分离出来的流体。
[0048]
具体地，当干燥二次电池电极板时，使用温度和空气量(air volume)的基于热的干燥方案和使用溶剂饱和量的基于浓度的干燥方案一起使用。然而，存在以下问题：当在关闭系统后重新启动系统时，由于干燥单元中的溶剂饱和量未达到预定值，因此电极板过度干燥，从而导致缺陷。提供本发明以使用阻尼单元400控制要引入干燥单元300中的流体的量，从而可以防止当在干燥单元中的溶剂饱和量低的状态下将相同量的流体引入干燥单元中时电极板被过度干燥。
[0049]
更具体地，基于温度和引入到在其中干燥电极板的干燥单元的流体的量以及干燥单元中的溶剂饱和量来控制电极板的干燥程度。在这种情况下，当系统重新启动时，由于干燥单元300中的溶剂饱和量低，因此如果以适合于溶剂饱和度为预定值以上时的量将流体引入干燥单元300中，基于浓度的干燥速率可能增加，并且电极板可能过度干燥。因此，使用阻尼单元400控制要引入干燥单元300中的流体的量。
[0050]
另外，排出单元500包括排出流体的排出装置510、使阻尼单元400与排出装置510彼此连通的第一排出通道520、以及使干燥单元300与排出装置510彼此连通的第二排出通道530。具体地，从阻尼单元400分离出来的流体和在干燥单元300中使用之后排出的流体分别在移动通过第一排出通道520和第二排出通道530之后由排出装置510排出。
[0051]
图2为示出根据第一示例性实施方案的使用用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统1000的干燥方法的流程图。图3示出用于说明图2的电极板干燥方法的表格和曲线图。
[0052]
参考图2，使用用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统1000的干燥方法可以包括：引入流体流量确定步骤s100，其确定要通过流体供应单元100引入的流体的流量；干燥流体温度确定步骤s200，其设定要引入到干燥单元300中的流体的温度；干燥流体流量确定步骤s300，其控制将要从阻尼单元400引入至干燥单元300中的流体的流量；和排出流体流量确定步骤s400，其确定将要通过排出单元500排出的流体的流量。可以将在干燥流体流量确定步骤s300中确定的干燥流体的流量确定为在预定时间段内逐步增加。
[0053]
具体地，如上所述，当在干燥单元300中的溶剂饱和量低的状态下将大量的干燥流体引入干燥单元300中时，可能发生过度干燥。根据本发明，如图3a和图3b所示，当轨迹的量(trajectory
‑
based amount)将供应到加热单元200的流体的总量定义为100％时，使用阻尼单元400，在步骤1中，将流体总量的30％供应到干燥单元300进行约60秒，在步骤2中，将流体总量的50％供应到干燥单元300进行约60秒，并且在接下来的步骤中，以一定的时间间隔逐步增加供应到干燥单元300的流体的量，直到最终步骤n，在该最终步骤n中，干燥单元300中的溶剂饱和量增加到预定值，并且在通过加热单元200时被加热的所有流体都被供应到干燥单元300。
[0054]
因此，由于供应到干燥单元300的流体的流量每隔一段时间逐步增加，所以可以解决在系统开始运行时向干燥单元300供应大量干燥流体时发生的过度干燥问题。另外，由于供应到加热单元200的流体的量始终是恒定的，因此可以最小化供应到干燥单元300的流体
的温度波动的范围。
[0055]
图4和图5为示出根据本发明的第二示例性实施方案的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统1000的示意图。
[0056]
参考图4，根据本发明第二示例性实施方案的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统1000还包括循环单元600，其将来自干燥单元300的流体经由加热单元200重新引入。具体地，位于干燥单元300中的电极板被在加热单元200中加热的流体干燥。在这方面，存在的一个问题在于，为了使引入干燥单元300的流体的流量和温度保持恒定，由于通过流体供应单元100引入的新鲜空气需要再次被完全加热，因此消耗了大量的能量。另外，存在的另一个问题在于，当新的空气通过流体供应单元100供应到加热单元200时，加热单元200中的溶剂饱和量的波动范围增大。根据本发明，循环单元600用于将来自干燥单元300的空气与通过流体供应单元100新引入的空气混合。
[0057]
当来自干燥单元300的空气在流体供应单元100中混合时，循环流体的流量与通过流体供应单元100引入的流体的流量相加，从而减少了流体供应过程中的能量消耗。
[0058]
此外，参考图4，流体供应单元100包括：引入流体的引入装置110，以及将由引入装置110引入的流体引导至加热单元200的引入通道120，并且循环单元600包括：循环供应装置610，其位于引入装置110和加热单元200之间，并且将通过引入装置110引入的流体和通过干燥单元300引入的流体中的至少一种供给至加热单元200；以及循环通道620，其允许干燥单元300与位于引入装置110和循环供应装置610之间的引入通道120彼此连通。
[0059]
具体地，允许干燥单元300和引入通道120通过循环通道620彼此连通，循环单元600形成一条路径，来自干燥单元300的流体可以通过该路径循环并供应至干燥单元300，由循环供应装置610吸入的来自干燥单元的流体与通过引入装置110引入的流体混合。
[0060]
另外，参考图4，根据本发明的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统还包括位于循环通道620上的流速测量单元700，以测量通过循环通道620被引入至引入通道120的流体的流量，并将所测得的流量信息提供给排出装置510。排出装置510可以基于从流量测量单元700中接收到的关于流量的信息来控制待排出的流体的量，以使循环通过循环通道620的流体的量保持恒定。
[0061]
具体地，为了稳定地干燥电极板，重要的是将要供应的流体的流量控制为保持恒定。因此，根据本发明，将流量测量单元700定位以检测循环通道620上的循环流体的量，并且将由流量测量单元700测得的关于流量的信息提供给能够控制循环流体的量的排出装置510，从而排出装置510可以基于接收到的信息来控制要排出的流体的量，以控制通过循环通道620供给到循环供应装置610的流体的量。
[0062]
在这种情况下，循环供应装置610可以为能够控制要排出的流体的量的任何类型的装置，并且例如可以为其叶片旋转以使流体运动的风扇。另外，引入装置110和排出装置510可以是相同的装置。在本发明中，流体是指可以用于干燥的任何类型的流体，并且例如可以为空气。
[0063]
图6为用于说明根据本发明的第二示例性实施方案的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统1000的电极板干燥方法的表格和曲线图。
[0064]
参考图4和图5，当阻尼单元400将引入的流体分离开以控制要引入干燥单元300中的流体的流量时，如图4所示，如果阻尼单元400被部分地打开，则仅将部分引入加热单元
200的流体引入至干燥单元300，或者如图5所示，如果阻尼单元400完全打开，则引入加热单元200的所有流体都被引入至干燥单元300。因此，如图6a和6b所示，本发明能够在循环流体的量保持恒定的状态下通过逐步增加阻尼单元400的打开程度来解决在干燥过程开始时电极板过度干燥的问题，
[0065]
在附图中，示出了轨迹的量的保持时间被设置为60秒，但是这只是示例。当来自干燥单元300的流体通过循环单元600循环时，干燥单元300中的溶剂饱和量更快地稳定，并且由于被加热之前的流体的温度与流体穿过加热单元200之后需要达到的目标温度之间的差值减小，可以更稳定地控制流体的温度。另外，与未设置循环单元600的情况相比，能够减少轨迹的量的保持时间。
[0066]
根据本发明的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统的优点在于，可以使用阻尼单元控制引入干燥单元的热空气的量，从而解决了在干燥设备停止后重新启动时发生的过度干燥问题。
[0067]
此外，根据本发明的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统的优点还在于，控制要引入干燥单元的流体的量的阻尼单元位于调节流体温度的加热单元与使用加热的流体干燥电极板的干燥单元之间，从而使供应到加热单元的流体的量保持恒定。
[0068]
具体地，如果引入到加热单元中的流体的量波动，则已经通过加热单元的流体的温度不能保持恒定。因此，控制流体的流速的阻尼单元位于加热单元的后端，以使要引入干燥单元的流体的温度始终保持恒定。
[0069]
此外，根据本发明的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统的优点还在于，用于干燥的流体可以循环再利用，从而快速地将干燥单元中的初始溶剂饱和量增加到预定值，并使加热流体的能量消耗最小化。
[0070]
另外，根据本发明的用于防止过度干燥引起的二次电池电极板的缺陷的柔性空气供应阻尼系统的优点还在于，排出装置和流量测量单元彼此连通以控制循环流体的量恒定，从而使引入干燥单元的流体的流量保持恒定。
[0071]
本发明不限于上述示例性实施方案，并且可以以各种方式来应用。在不脱离所附权利要求书要求保护的本发明的主旨的情况下，本发明所属领域的任何普通技术人员都可以进行各种修改。