电极干燥装置的制作方法

本发明涉及一种电极干燥装置和使用该电极干燥装置的电极干燥方法，更具体而言，涉及一种电极干燥装置和干燥方法，该电极干燥装置和干燥方法可以执行均匀的干燥，并且可以防止在涂覆的活性材料中出现裂纹。

背景技术：

1、存储电能的电池通常可以分为一次电池和二次电池。一次电池是一次性消耗电池，而二次电池是使用能够在电流与材料之间重复氧化和还原过程的材料制造的可再充电电池。即，当通过电流在材料上进行还原反应时，进行充电，当在材料上进行氧化反应时，进行放电，其中可以重复执行这种充电-放电。

2、在各种类型的二次电池中，锂二次电池可以通过用混合有负极活性材料、导电材料、粘合剂和溶剂的负极浆料涂覆集流体并将其干燥以制造负极的过程来制造。

3、通常，通过将涂覆有负极浆料的涂层放入普通烘箱中来执行干燥。然而，如图1和图2所示，由于液体的流动，会在侧表面部分上产生斜坡(slope)形式的滑移部分，因此以涂层的中心部分(a)为基准，干燥速度朝向其中负极浆料的加载量相对较小的侧表面(b)增加，使得由于过度干燥而发生在电极的宽度方向(c)上的干燥偏差，结果，存在在电极表面上发生裂纹(d)的问题。

4、为了改善由于过度干燥而导致的这种表面裂纹问题和侧表面部分的侧环(sidering)，传统上，一直都在进行各种努力，例如根据位置改变施加到干燥空间的热量。

5、然而，难以执行有效且稳定的干燥过程，因为即使通过在干燥过程中调节热量也没有显著改善表面裂纹等问题，并且干燥过程花费更多的时间。

6、因此，需要能够执行有效且稳定的电极干燥以解决这样的问题的电极干燥装置和方法。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明旨在解决传统电极干燥装置和干燥方法的问题。

3、根据本发明的一个示例，旨在提供一种能够在使用传统电极干燥装置和方法而无需显著改变的同时有效且高效地干燥电极的装置和方法。

4、根据本发明的一个示例，旨在提供一种能够通过减小宽度方向上的干燥偏差来有效地防止电极表面上的裂纹和侧环的装置和方法。

5、根据本发明的一个示例，旨在提供一种能够使用多个湿度计和阻尼器来逐步容易且有效地提供所需的绝对湿度环境的干燥装置及其方法。

6、技术方案

7、为了实现上述目的，根据本发明的一个示例，可以提供一种电极干燥装置，所述电极干燥装置包括：供气扇，所述供气扇被设置成通过供气管道将空气供应到干燥空间，在所述干燥空间中干燥在集流体上涂覆有涂覆液的电极；排气扇，所述排气扇被设置成通过排气管道从所述干燥空间排出空气；回收管道，所述回收管道将从所述排气扇排出的空气供应到所述供气扇；回收阻尼器，所述回收阻尼器调整引入所述回收管道的空气量；主湿度计，所述主湿度计感测供应到所述干燥空间的空气的绝对湿度；以及控制部分，所述控制部分根据由所述主湿度计感测的绝对湿度来调整所述回收阻尼器的开度，以便调整引入所述干燥空间的空气的绝对湿度。

8、在干燥过程的初期时，大部分热量可以用于加热干燥空间和电极，并且在干燥过程的中期之后，大部分热量可以用于蒸发溶剂。因此，在干燥过程的初期时，从干燥空间排出的空气的绝对湿度较低，而在干燥过程的中期和后期，从干燥空间排出的空气的绝对湿度较高。

9、在本示例中，其特征在于在恒定绝对湿度环境中执行干燥。然后，通过使用从干燥空间排出的水分来表征需要的绝对湿度。

10、因此，根据本示例，在干燥过程的初期时回收阻尼器的开度率可以较低，并且随着干燥过程在中期和后期进行，回收阻尼器的开度率可以增加。

11、排气管道可以包括连接干燥空间和排气扇的第一排气管道，以及连接排气扇和外部排气口的第二排气管道。

12、供气管道可以包括连接外部供气口和供气扇的第一供气管道，以及连接供气扇和干燥空间的第二供气管道。

13、优选地，所述回收管道从第二排气管道分支以连接到第一供气管道。

14、优选地，在所述第二排气管道中设置排气阻尼器，所述排气阻尼器调整排放到所述外部排气口的空气量。然后，所述排气阻尼器优选地设置在所述回收管道的分支点的后端处。

15、优选地，在所述回收管道中设置有回收湿度计，所述回收湿度计感测通过所述回收管道引入所述第一供气管道的空气的绝对湿度。

16、优选地，所述控制部分根据由所述回收湿度计感测的绝对湿度来调整所述回收阻尼器的开度。

17、优选地，所述控制部分调整所述排气阻尼器的开度以随着所述回收阻尼器的开度的增加而减小。

18、优选地，在所述第一供气管道中设置供气阻尼器，所述供气阻尼器调整从所述外部供气口引入的空气量。

19、优选地，所述供气阻尼器设置在所述回收管道的汇合点的前端处。

20、优选地，在所述第一供气管道中设置供气湿度计，所述供气湿度计感测从所述回收管道和所述外部供气口引入的空气的绝对湿度。

21、优选地，所述控制部分根据由所述供气湿度计感测的绝对湿度来调整所述回收阻尼器和所述供气阻尼器的开度。

22、在干燥的初期，外部空气的绝对湿度可能高于返回空气的绝对湿度。因此，优选地，在干燥的初期，基于由供气湿度计感测的绝对湿度来调整阻尼器的开度。特别地，由于供气阻尼器的开度率被控制为高于回收阻尼器的开度率，因此，由主湿度计感测的绝对湿度可以增加。优选地，当回收阻尼器的开度率增加时，控制排气阻尼器的开度率相反地降低。

23、在干燥的中期之后，返回空气的绝对湿度可能高于外部空气的绝对湿度。因此，优选地，在干燥的中期之后，基于由回收湿度计感测的绝对湿度来调整阻尼器的开度。特别地，由于回收阻尼器的开度率被控制为高于供气阻尼器的开度率，因此，由主湿度计感测的绝对湿度可以增加。优选地，当回收阻尼器的开度率增加时，控制所述排气阻尼器的开度率相反地降低。

24、过度干燥可能集中发生在干燥中期之后，特别是在干燥末期时。因此，优选在干燥末期时适当地保持绝对湿度。因此，在干燥末期时，优选基于由主湿度计感测的绝对湿度来调整阻尼器的开度。特别地，优选地，通过将回收阻尼器的开度率控制为高于供气阻尼器的开度率，来控制干燥在最佳绝对湿度环境中完成。

25、加湿器可以设置在所述回收管道中。当活性材料的涂层厚度较厚时，即在具有大加载量的电极中，所需的绝对湿度可能进一步增加。在这种情况下，可能难以仅利用回收水分创建足够的绝对湿度环境。即，即使在回收阻尼器100％打开并且排气阻尼器和供气阻尼器完全关闭的状态下，也可能难以创建足够的绝对湿度环境。在这种情况下，为了对回收空气进行额外的加湿，可以设置和驱动加湿器。即，控制部分可以额外基于由主湿度计感测的绝对湿度来驱动加湿器。

26、优选地，当由主湿度计感测的绝对湿度低于预定值时，控制部分控制通过加湿器执行的加湿。

27、同时，在干燥装置中，干燥效率可能是重要的。即，优选减少浪费的热量。空气的温度引起相对湿度的波动，但与绝对湿度无关。因此，在本示例中，优选地，设置热交换器，在热交换器中，在从第二供气管道引入的空气与从第一排气管道排出的空气之间进行热交换。通过将排出空气中的热量提供给引入的空气，可以减少热量的浪费。

28、根据本示例的电极干燥装置和方法非常适合于涂覆有负极浆料的负极的干燥装置和方法。涂覆液是包括负极活性材料、导电材料、粘合剂和溶剂的负极浆料，其优选具有50％至70％的固体含量。在这种环境下，可以显著减少裂纹出现和侧环出现。

29、为了实现上述目的，根据本发明的一个示例，可以提供一种电极干燥装置，包括：供气扇，所述供气扇被设置成通过供气管道将空气供应到干燥空间，在所述干燥空间中干燥在集流体上涂覆有涂覆液的电极；排气扇，所述排气扇被设置成通过排气管道从所述干燥空间排出空气；回收管道，所述回收管道将从所述排气扇排出的空气供应到所述供气扇；回收阻尼器，所述回收阻尼器调整引入所述回收管道的空气量；排气阻尼器，所述排气阻尼器调整通过所述排气管道排出到外部排气口的空气量；供气阻尼器，所述供气阻尼器调整从外部供气口通过所述供气管道引入的空气量；主湿度计，所述主湿度计感测供应到所述干燥空间的空气的绝对湿度；回收湿度计，所述回收湿度计感测引入到所述回收管道中的空气的绝对湿度；供气湿度计，所述供气湿度计感测从所述回收管道和所述外部供气口引入的空气的绝对湿度；以及控制部分，所述控制部分根据由所述主湿度计感测的绝对湿度来调整所述回收阻尼器的开度，以便调整引入所述干燥空间的空气的绝对湿度。

30、控制部分可以通过干燥过程中的多个步骤来控制回收空气的量。特别地，通过这种控制，可以有效地控制供应到干燥空间的空气中的绝对湿度。

31、所述控制部分可以执行根据由所述供气湿度计感测的绝对湿度调整所述供气阻尼器、所述排气阻尼器和所述回收阻尼器的开度的第一步骤阻尼器控制或第一步骤湿度控制，根据由所述回收湿度计感测的绝对湿度调整所述供气阻尼器、所述排气阻尼器和所述回收阻尼器的开度的第二步骤阻尼器控制或第二步骤湿度控制，以及根据由所述主湿度计感测的绝对湿度调整所述供气阻尼器、所述排气阻尼器和所述回收阻尼器的开度的第三步骤阻尼器控制或第三步骤湿度控制。

32、同时，连续执行电极的干燥过程。即，引入到卷对卷中的电极卷连续前进。即，将电极连续放入干燥空间，在干燥空间中移动的同时进行干燥，然后连续从干燥空间排出。

33、因此，干燥过程的初期阶段可以被称为用于通过干燥装置进行干燥的准备过程。即，其可以被称为准备干燥环境以匹配最终预定的绝对湿度环境的步骤。因此，第一步骤控制和第二步骤控制可以被称为用于匹配绝对湿度环境的过程，并且第三步骤控制可以被称为用于在绝对湿度环境中最终执行干燥的过程。

34、执行第三步骤阻尼器控制或湿度控制，然后正式执行电极干燥过程，其中可以连续地执行干燥过程。即，干燥过程可以在卷对卷环境中执行，其中第三步骤阻尼器控制可以基于由主湿度计感测的绝对湿度以反馈控制的形式连续且重复地执行。

35、控制部分可以在第三步骤阻尼器控制之后执行加湿控制，所述加湿控制控制设置在回收管道中的加湿器的操作。考虑到负极中活性材料的加载量增加的最近趋势，可以增加所需的绝对湿度。因此，可以在第三步骤阻尼器控制之后重复执行加湿控制。可以根据主湿度计的感测结果间歇地执行加湿控制。即，在加湿控制之后，可以再次执行第三步骤阻尼器控制，在下文中，如果需要，可再次执行加湿控制。

36、根据本示例，证实了绝对湿度因子影响对电极干燥的绝对影响，因此可以提供能够非常容易地提供所需绝对湿度环境的干燥装置。

37、有益效果

38、根据本发明的一个示例，可以提供一种能够在使用传统电极干燥装置和方法而无需显著改变的同时有效且高效地干燥电极的装置及其方法。

39、根据本发明的一个示例，可以提供一种能够通过减小宽度方向上的干燥偏差来有效地防止电极表面上的裂纹出现和侧环出现的装置及其方法。

40、根据本发明的一个示例，可以提供一种能够使用多个湿度计和阻尼器来逐步容易且有效地提供所需的绝对湿度环境的干燥装置及其方法。

41、根据本发明的一个示例，无论干燥空间中的位置如何，均匀加热都是可能的，从而可以提供具有干燥箱的简单结构的干燥装置。