專利名稱：改善鋰離子電池正負極極片含水量的除水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實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、電動自行車、電動 摩托車、電動轎車、電動裝卸車等相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)品的日益成熟和發(fā)展，對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腐蝕性。氫氟酸(HF)物質(zhì)會對鋰離子電池正極活性物質(zhì)有不同程度的溶解，會在鋰離子電池負極活性物質(zhì)顆?；蜇摌O片表面形成不同程度沉積物，影響鋰離子電池負極SEI膜的形成，或破壞鋰離子電池負極形成的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、負極片活性物質(zhì)顆粒與顆粒間晶粒水分含量，通常靠增加烘烤工序，控制正、負極極片接觸空氣和增加烘烤設(shè)備，抑制水分在正、負極片表面沉積后對電池性能的影響，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，正負極配料、正負極涂布、制片、烘烤、制電芯、測短路、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、負極活性物質(zhì)顆粒與顆粒間結(jié)晶水的存在。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種可以明顯改善正、負極片活性物質(zhì)顆粒與顆粒間晶粒水分和正、負極片表面吸附水分含量、同時降低了綜合成本的改善鋰離子電池正負極極片含水量的除水裝置。本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):改善鋰離子電池正負極極片含水量的除水裝置，它包括機體和套裝于機體外部的外殼，機體內(nèi)設(shè)置有鼓風腔，鼓風腔上部設(shè)有與殼體外部連通的開口，鼓風腔內(nèi)設(shè)置有加熱器，鼓風腔內(nèi)位于加熱器的上下兩側(cè)均設(shè)置有一層均風板，兩層均風板將鼓風腔分隔為進風腔、加熱腔和出風腔，均風板上分布有通風孔，機體上還設(shè)有進風口，進風口與進風腔連通。所述的開口為倒V型開口，沿從鼓風腔到外殼外部的方向，開口的通風面積逐漸減小。 所述的機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。本實用新型具有以下優(yōu)點:本實用新型主要在鋰離子電池制備裝配工序以前實現(xiàn)，重點改善傳統(tǒng)制造方法對鋰離子電池正、負極極片中保持低水分含量難的問題，通過增設(shè)除水裝置及時去除正負極極片表面吸附水分，降低鋰離子電池制備過程中正、負極片表面吸附水和正、負極活性物質(zhì)顆粒與顆粒間結(jié)晶水，可以明顯改善正、負極片活性物質(zhì)顆粒與顆粒間晶粒水分和正、負極片表面吸附水分含量。同時采用紅外加熱器、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為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實用新型沿圖1中A-A截面的剖視示意圖圖3為本實用新型沿圖2中B-B截面的剖視示意圖圖4為采用本實用新型的高溫除水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖圖中，1-機體，2-外殼，3-開口，4-加熱器，5-進風腔，6_加熱腔，7_出風腔，8_進風口，9-除水裝置A，10-除水裝置B，11-極片，12-均風板A，13-均風板B。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的描述，本實用新型的保護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極極片含水量的除水裝置，它包括機體I和套裝于機體I外部的外殼2,機體I內(nèi)設(shè)置有鼓風腔,鼓風腔上部設(shè)有與殼體外部連通的開口 3,鼓風腔內(nèi)設(shè)置有加熱器4,鼓風腔內(nèi)位于加熱器4的上下兩側(cè)均設(shè)置有一層均風板，兩層均風板將鼓風腔分隔為進風腔5、加熱腔6和出風腔7，均風板上分布有通風孔，機體I上還設(shè)有進風口 8，進風口 8與進風腔5連通。所述的開口 3為倒V型開口 3，沿從鼓風腔到外殼2外部的方向，開口 3的通風面積逐漸減小。所述的機體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極極片含水量的方法，它包括以下步驟:S1、在涂布機的后方、輥軋機的后方和制片機的后方分別設(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)的兩臺除水裝置，位于極片11上方的除水裝置A9的開口 3正對于極片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)的除水裝置的進風口 8均與風機連接，風機吹入的氣體通過進風口 8進入進風腔5，由設(shè)置于進風腔5與加熱腔6之間的均風板A12均勻后，進入加熱腔6，然后由加熱器4對進入加熱腔6的氣體進行加熱，加熱后的氣體由設(shè)置于加熱腔6與出風腔7之間的均風板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，所述的涂布機為正極涂布機。所述的極片11為負極極片，所述的涂布機為負極涂布機。所述的制片機為全自動制片機或半自動制片機。本實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，通過正極涂布機均勻的涂布在鋁箔或鋁網(wǎng)上，經(jīng)過涂布機烘干道預(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，同時在正極極片經(jīng)過輥扎機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、將負極活性物質(zhì)石墨、硬碳、軟碳等，加入CMC溶液和導電溶液中，經(jīng)過攪拌后制作成為負極衆(zhòng)料。將制作好的負極漿料，通過負極涂布機均勻的涂布在銅箔或銅網(wǎng)上，經(jīng)過涂布機烘干道預(yù)烘干，制作成為負極單面極片含負極活性物質(zhì)、導電劑、粘結(jié)劑、銅箔或銅網(wǎng)。將制作好的負極漿料，按照不同設(shè)計要求的面積均勻涂覆在制作完成的負極單面極片的反面，經(jīng)過負極涂布機烘干道預(yù)烘干，完成涂覆工段的負極片制作。完成涂覆工段制作后的負極片，通過置于負極涂布機收卷處的一組高溫除水系統(tǒng)600C 130°C可調(diào)節(jié)，除去負極極片與空氣接觸后表面的吸附水分，同時在負極極片經(jīng)過輥扎機前一并去除負極活性物質(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、全自動/半自動制片機安裝，可除去正負極極片在輥扎前，搬運或存放導致正負極極片表面吸附的水分，并將正負極極片表面含水量保持在30PPM以下；同時去除正負極極片經(jīng)過輥扎后正負極活性物質(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)過涂布機烘干道、輥扎機、全自動/半自動制片機后的正負極極片在勻速1.5m/min 12.0m/min前進的情況下,正負極片表面吸附水份、正負極活性物質(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極極片含水量的除水裝置，其特征在于:它包括機體(I)和套裝于機體(I)外部的外殼(2),機體(I)內(nèi)設(shè)置有鼓風腔，鼓風腔上部設(shè)有與殼體外部連通的開口(3)，鼓風腔內(nèi)設(shè)置有加熱器(4)，鼓風腔內(nèi)位于加熱器(4)的上下兩側(cè)均設(shè)置有一層均風板，兩層均風板將鼓風腔分隔為進風腔(5)、加熱腔(6)和出風腔(7)，均風板上分布有通風孔，機體(I)上還設(shè)有進風口( 8 )，進風口( 8 )與進風腔(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)，沿從鼓風腔到外殼(2)外部的方向，開口(3)的通風面積逐漸減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善鋰離子電池正負極極片含水量的除水裝置，其特征在于:所述的機體(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。
專利摘要本實用新型公開了改善鋰離子電池正負極極片含水量的除水裝置，它包括機體(1)和外殼(2)，機體(1)內(nèi)設(shè)置有鼓風腔，鼓風腔上部設(shè)有與殼體外部連通的開口(3)，鼓風腔內(nèi)設(shè)置有加熱器(4)，鼓風腔內(nèi)位于加熱器(4)的上下兩側(cè)均設(shè)置有一層均風板，兩層均風板將鼓風腔分隔為進風腔(5)、加熱腔(6)和出風腔(7)，均風板上分布有通風孔，機體(1)上還設(shè)有進風口(8)，進風口(8)與進風腔(5)連通。本實用新型的有益效果是通過增設(shè)本實用新型能及時去除正負極極片表面吸附水分和正、負極活性物質(zhì)顆粒與顆粒間結(jié)晶水，同時采用紅外加熱器、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H01M4/139GK203013847SQ20122067981
公開日2013年6月19日 申請日期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 申請人:廣漢禧丹佛納米鋰電池有限公司