锂离子电池极片的烘干方法、烘干装置及涂布机与流程

本发明涉及一种锂离子电池极片的制造设备，尤其涉及一种锂离子电池极片涂布后的烘干方法。
背景技术：
：锂离子电池极片涂布后，目前普遍采用隧道烘箱进行干燥，干燥的方式主要由热风和红外辐射干燥两种方式。采用热风干燥方式时，隧道烘箱内的热风直接吹拂在极片的表面上，表面上的溶剂很快从极片表面挥发，从而使极片表面的干燥速率高于极片内部的干燥速率，极片表面容易出现龟裂、橘皮硬皮等干燥不良现象。采用红外辐射干燥方式时，由于红外辐射的穿透能力非常弱，主要是涂层表面吸收红外辐射，故红外辐射干燥主要是从涂层表面开始，涂层的表面在干燥过程中同样容易出现龟裂、橘皮等干燥不良现象。并且，因为水对红外辐射的吸收很强烈，涂层初始含水量较高，其吸收的红外辐射也能量较高，干燥速率较快，随着干燥过程的推进，干燥速率逐渐降低。此外，对于非水溶剂，由于其对红外辐射能量吸收较低，干燥速率较慢。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种锂离子电池极片的烘干方法，可以有效地提升烘干质量和烘干效率。本发明针对上述技术问题提出一种锂离子电池极片的烘干方法、烘干装置及涂布机，通过在烘箱内的极片的箔材上通电流i，来使极片的箔材本身发热，起到由内往外的烘干作用；通过在烘箱内设置与极片相对的平板导体，并在平板导体上通电流i′，来提供与极片的重力相对抗的安培力f，进而使烘箱内的极片处于自悬浮状态。本发明针对上述技术问题还提出一种锂离子电池极片的烘干装置，包括：烘箱，设置在烘箱内的平板导体，用于给位于该烘箱内的极片的箔材提供电流i的第一电源，以及用于给该平板导体提供电流i′的第二电源；其中，通电流i能够使极片的箔材本身发热，起到由内往外的烘干作用；通电流i′能够使该平板导体提供与极片的重力相对抗的安培力f，进而使烘箱内的极片处于自悬浮状态。本发明针对上述技术问题还提出一种锂离子电池极片的涂布机，其包括涂布装置和如上所述的烘干装置。与现有技术相比，本发明的锂离子电池极片的烘干方法，通过在烘箱内的极片的箔材上通电流i，来使极片的箔材本身发热，起到由内往外的烘干作用；通过在烘箱内设置与极片相对的平板导体，并在平板导体上通电流i′，来提供与极片的重力相对抗的安培力f，使烘箱内的极片处于自悬浮状态。借助自身发热和自悬浮的结合，可以有效地提升烘干质量和烘干效率。附图说明图1是本发明的锂离子电池极片的烘干方法的原理示意。图2是本发明的烘干方法中待烘干极片宽度方向上磁感应强度与平板导体上微电流之间关系的原理示意。图3是本发明的烘干方法中平板导体沿极片宽度方向的磁感应强度分布实例示意。其中，附图标记说明如下:100涂布机10烘干装置20涂布装置50待烘干极片1烘箱2导电辊3连接件4绝缘辊5平板导体6第一电源7第二电源。具体实施方式以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。参见图1，图1是本发明的锂离子电池极片的烘干方法的原理示意。本发明提出一种锂离子电池极片的涂布机100，其包括：烘干装置10和涂布装置20。其中，涂布装置20大致包括：模头和涂布辊，用于将导电涂料涂布到极片50的箔材(例如：铝箔或者铜箔)上。导电涂料既可以是涂布到极片50的箔材的单侧表面上，也可以是涂布到极片50的箔材的双侧表面上。烘干装置10大致包括：烘箱1，导电辊2，连接件3，绝缘辊4，平板导体5，第一电源6和第二电源7。其中，平板导体5设置在烘箱1内。具体地，平板导体5位于烘箱1内的极片50的下方设定位置。平板导体5相对烘箱1内的极片50平行设置。导电辊2、连接件3和绝缘辊4有两组。这两组的导电辊2、连接件3和绝缘辊4，分别设置在极片50进入烘箱1的前方位置和后方位置。也即，沿极片50的传输方向s，分别位于烘箱1的上游位置和下游位置(图1中的烘箱1的左侧和右侧)。第一电源6为直流电源，其正负两极分别通过两个连接件3与两个导电辊2相连，借助导电辊2和绝缘辊4的配合，可以确保导电辊2与极片50的箔材(在进入烘箱1的一侧)/涂布烘干后的极片50((在退出烘箱1的一侧))紧密贴合而可靠电接触。第二电源7为直流电源，其正负两极分别与平板导体5的两端相连。在本实施例中，导电辊2选用钢辊；连接件3可以选用与导电辊2及第一电源6均电性连接的导电滑环；两个绝缘辊4与一个导电辊2相配合，绝缘辊4可以选用压带胶辊。值得一提的是，在其他实施例中，可以去除掉这种借助导电辊2、连接件3和绝缘辊4与第一电源6直接通过线路连接来给极片50的供电方式，改用无线供电方式。类似地，在其他实施例中，可以去除掉这种与第二电源7直接通过线路连接来给平板导体5的供电方式，改用无线供电方式。由上可见，本发明可以将第一电源6提供的电流i，导入到极片50的箔材上。电流i流经烘箱1内的极片50的箔材，借助欧姆定律，可以发热而起到烘干极片50的作用。具体地，极片50上的发热功率q极片的箔材的导电率ρ、导入电流两电极间极片的长度尺寸l、极片50的箔材的宽度尺寸w、厚度尺寸t及电流i的关系有：这个发热功率q可以实现极片50上的涂层从里往外地干燥。基于带电导体在磁场中存在安培力安培力的原理，本发明在通电的极片50下方设置平板导体5，并由第二电源7为平板导体5通入一个与极片50中电流i相反的电流i′。如此一来，电流i′在平板导体5上产生的电磁作用，对极片50产生一安培力f,该安培力f可以克服极片50的重力，使得极片50在烘箱1内的烘干过程中保持自悬浮状态。具体地，安培力f与极片的箔材的半宽度尺寸a、平板导体5的半宽度尺寸b、极片50和平板导体5的间距尺寸d、导入电流两电极间极片的长度尺寸l、极片50的箔材中电流i以及平板导体5中电流i′的关系有：可以理解的是，平板导体50除了提供安培力f让极片50保持自悬浮之外，本身也会产生一定的热量，可用于加热烘箱1内的空气温度，对极片50进行热风干燥。本发明基于上述的烘干方法的工作原理，可以通过分别调节极片50中电流i和平板导体5中电流i′的大小，来优化极片50的干燥过程。此外，可以在平板导体5上设置若干导气孔，通过这些导气孔由下向上朝极片50的下下侧表面吹气，同时在极片50的上方设置风嘴，通过风嘴由上向下朝极片50的上侧表面吹气。如此一来，借助上、下同时吹气的风力作用，与前述的安培力f作用相结合，也可以达到优化极片50的干燥过程的效果。以下结合图2和图3，对上述的由安培力f产生自悬浮的功效，予以更详尽的说明。参见图2，是本发明的烘干方法中待烘干极片宽度方向上磁感应强度与平板导体上微电流之间关系的原理示意。假设：平板导体5的宽度为2b，长度远大于宽度(例如：长度尺寸是宽度尺寸的10倍以上)。极片50的宽度为2a，长度远大于宽度。平板导体5与极片50的间距为d。平板导体5和极片50与二者的中心线o-o′所在平面垂直。平板导体5上的电流i′,距离中心线o-o′为y的位置处dy宽度上的电流为di′。那么，磁感应强度db，在极片50的距离中心线o-o′为x的位置处dx宽度上的分量dbx为：进而，平板导体5在x的位置处产生的磁感应强度bx可以由下列积分公式得到：参见图3，是本发明的烘干方法中平板导体沿极片宽度方向的磁感应强度分布实例示意。可见，尽管磁感应强度bx在极片50的宽度方向(即横向)分布不是很均匀，中部的值略大于边缘的值，整个分布曲线呈拱起状态，但值得一提的是，磁感应强度bx值的相对误差在1％左右，不会影响通电的极片50的自悬浮效果。与现有技术相比，本发明的烘干方法的有益效果包括：通过在烘箱1内的极片50的箔材上通电流i，来使极片50的箔材本身发热，起到由内往外的烘干作用；通过在烘箱1内设置与极片50相对的平板导体5，并在平板导体5上通电流i′，来提供与极片50的重力相对抗的安培力f，使烘箱1内的极片50处于自悬浮状态。借助自身发热和自悬浮的结合，可以有效地提升烘干质量和烘干效率。上述内容仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。本发明中涉及的主要命名符号的说明，见下表。符号定义单位l导入电流两电极间极片的长度mt极片箔材的厚度mw极片箔材的宽度mi通入极片的电流强度ai′通入平板导体的电流强度aρ极片箔材的电阻率ω·mq通电极片的自发热功率wa极片箔材的半宽度mb平板导体的半宽度md极片和平板导体间的距离mμ0真空磁导率t·m/ab磁感应强度tf安培力n当前第1页12