本發(fā)明涉及極片卷料干燥領域，尤其涉及一種極片卷料干燥裝置及方法。

背景技術：

鋰離子二次電池因具有電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長、安全性能好、自放電小、工作范圍寬、無記憶效應及綠色環(huán)保等諸多優(yōu)點，已被廣泛應用于便攜電子產(chǎn)品及新能源交通工具。隨著新能源汽車扶持政策的出臺，鋰離子動力電池行業(yè)快速成長，提升產(chǎn)能已經(jīng)成為行業(yè)的熱點，而電極材料的干燥工藝對提升產(chǎn)能有著重要作用。

目前電極材料的干燥主要分為兩種：極片卷繞成裸電芯并入殼后的卷芯干燥以及冷壓并分條完后的卷料干燥。卷芯干燥普遍先采用熱輻射加熱方式對卷芯加熱，然后再結合低真空進行真空干燥，也可先采用熱傳導方式對卷芯加熱，然后再結合中真空條件進行真空干燥；卷料干燥有開卷干燥和整卷干燥，開卷干燥因易引起極耳損傷、卷料斷帶、紅外燈管成本高等因素制約了其大規(guī)模應用。而卷料干燥(一般指整卷干燥)主要采用熱輻射和熱風循環(huán)的方式進行加熱，對于寬度較小的卷料，輻射加熱效果尚可，但是對于鋰離子動力電池卷料而言，卷料寬度大，加熱效率低下成為制約其加熱效率提升的瓶頸。

于2014年6月4日公布的中國專利文獻CN103836886A公開了一種真空干燥爐，其熱輻射及熱風循環(huán)對卷料進行加熱，然后進行氮氣呼吸式真空干燥。因鋰離子動力電池的卷料寬度較寬，加熱時間可長達10H～20H，所以熱輻射加熱方式的效率低，且其卷料的外層材料先受熱，然后一層一層傳熱至卷料內(nèi)部，對于大卷徑的卷料，其溫度分布差異達10～15℃，這必然導致干燥效果不理想，最終影響電池性能的一致性。另外，熱風循環(huán)及氮氣呼吸方式均易給卷料引入粉塵，給鋰離子電池安全性能也帶來一定隱患。

于2011年8月10日公布的中國專利文獻CN102147185A公開了一種鋰離子二次電池極片的干燥方法，其中先抽真空至-0.1MPa，然后加熱2～10H，再進行惰性氣體呼吸干燥，成本高。卷料加熱效率慢，呼吸干燥成本高且易給卷料引入粉塵，容易給鋰離子電池的安全性能帶來一定隱患。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于背景技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種極片卷料干燥裝置及方法，其能提高加熱效率，減少加熱時間，降低成本，并提高極片卷料溫度分布的均勻性。

為了實現(xiàn)上述目的，在第一方面，本發(fā)明提供了一種極片卷料干燥裝置，其包括：箱體，收容并支撐待干燥的極片卷料；以及加熱機構，用于對待干燥的極片卷料進行加熱干燥。

加熱機構包括電源，設置于箱體外部，正極與待干燥的極片卷料的集流體的起始端和末端中的一端電連接而負極與待干燥的極片卷料的集流體的起始端和末端中的另一端電連接，以在電源通電時通過集流體的導電而對待干燥的極片卷料進行電阻式加熱干燥。

為了實現(xiàn)上述目的，在第二方面，本發(fā)明提供了一種極片卷料干燥方法，其包括步驟：將極片卷料放入根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的極片卷料干燥裝置的箱體內(nèi)；將電源的正極與待干燥的極片卷料的集流體的起始端和末端中的一端電連接、將電源的負極與待干燥的極片卷料的集流體的起始端和末端中的另一端電連接，電源通電并通過集流體的導電而對待干燥的極片卷料進行電阻式加熱干燥。

本發(fā)明的有益效果如下：

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置及方法中，電源的正極與待干燥的極片卷料的集流體的起始端和末端中的一端電連接而負極與待干燥的極片卷料的集流體的起始端和末端中的另一端電連接，電源接通時，電流經(jīng)由集流體的起始端和末端與電源形成回路，進而對待干燥的極片卷料進行電阻式加熱干燥，由于是電阻式加熱干燥，所以極片卷料的各卷層同時被加熱干燥，從而提高了加熱效率，減少了加熱時間，降低成本，并提高了極片卷料溫度 分布的均勻性。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置的主視圖。

圖2為圖1沿線A-A剖開的剖視圖。

其中，附圖標記說明如下：

1箱體 5抽真空機構

2加熱機構 51抽氣管路

21電源 52真空泵

22正極用導線 53抽氣閥

23正極用導電夾頭 6輸氣機構

24負極用導線 61氣源

25負極用導電夾頭 62輸氣管路

26加熱板 63過濾網(wǎng)

27加熱控制器 64輸氣閥

3卷料支撐桿 P極耳

4卷筒 S極片卷料

具體實施方式

下面參照附圖來詳細說明本發(fā)明的極片卷料干燥裝置及方法。

首先說明根據(jù)本發(fā)明第一方面的極片卷料干燥裝置。

參照圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置包括：箱體1，收容并支撐待干燥的極片卷料S；以及加熱機構2，用于對待干燥的極片卷料S進行加熱干燥。

加熱機構2包括電源21，設置于箱體1外部，正極與待干燥的極片卷料S的集流體的起始端和末端中的一端電連接而負極與待干燥的極片卷料S的集流體的起始端和末端中的另一端電連接，以在電源21通電時通過集流體的導電而對待干燥的極片卷料S進行電阻式加熱干燥。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置中，電源21的正極與待干燥的極片 卷料S的集流體的起始端和末端中的一端電連接而負極與待干燥的極片卷料S的集流體的起始端和末端中的另一端電連接，電源21接通時，電流經(jīng)由集流體的起始端和末端與電源21形成回路，進而對待干燥的極片卷料S進行電阻式加熱干燥，由于是電阻式加熱干燥，所以極片卷料S的各卷層同時被加熱干燥，從而提高了加熱效率，減少了加熱時間，降低成本，并提高了極片卷料S溫度分布的均勻性。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置中，參照圖1和圖2，在一實施例中，箱體1可為長方體。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置中，參照圖1，在一實施例中，電源21可為直流電源21。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置中，參照圖1，在一實施例中，電源21的正極連接有穿過箱體1的正極用導線22以及與正極用導線22電連接的正極用導電夾頭23，正極用導電夾頭23與待干燥的極片卷料S的集流體的起始端和末端中的一端電連接；電源21的負極連接有穿過箱體1的負極用導線24以及與負極用導線24電連接的負極用導電夾頭25，負極用導電夾頭25與待干燥的極片卷料S的集流體的起始端和末端中的另一端電連接。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置中，參照圖1，在一實施例中，正極用導電夾頭23與待干燥的極片卷料S的集流體的起始端和末端中的一端處的極耳P電連接；負極用導電夾頭25與待干燥的極片卷料S的集流體的起始端和末端中的另一端處的極耳P電連接。正極用導電夾頭23和負極用導電夾頭25能與極耳P快速接觸并固定。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置中，參照圖1，在一實施例中，加熱機構2還可包括：加熱板26，為具有內(nèi)部封閉空間的空心柱體，設置于箱體1內(nèi)，待干燥的極片卷料S支撐并收容在加熱板26的內(nèi)部封閉空間內(nèi)(換句話說，待干燥的極片卷料S經(jīng)由加熱板26的內(nèi)部封閉空間而收容于箱體1內(nèi))，以被加熱板26從外部輻射加熱干燥；以及加熱控制器27，設置于箱體1外部，與加熱板26電連接，以控制加熱板26的加熱。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置中，參照圖1，在一實施例中，加熱板26可為空心圓柱體，加熱板26的軸向兩個端面分別面向極片卷料S的軸向兩個端面，加熱板26的內(nèi)周面面向極片卷料S的外周面。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置中，參照圖1和圖2，在一實施例中，極片卷料干燥裝置還可包括卷料支撐桿3，位于加熱板26內(nèi)并懸臂連接于加熱板26，極片卷料S固定在卷料支撐桿3上，極片卷料S的外周面和軸向兩端面均不與加熱板26接觸。也就是說，極片卷料S的外周面與加熱板26的內(nèi)周面相隔一段距離，極片卷料S的軸向兩個端面與加熱板26的軸向內(nèi)端面相隔一段距離。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置中，參照圖1和圖2，在一實施例中，極片卷料干燥裝置還可包括卷筒4，極片卷料S通過卷筒4固定在卷料支撐桿3上。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置中，參照圖1，在一實施例中，極片卷料干燥裝置還可包括抽真空機構5以及輸氣機構6。

抽真空機構5可包括：抽氣管路51，從箱體1外穿設箱體1和加熱板26并伸入加熱板26的封閉內(nèi)部空間；真空泵52，設置于箱體1外，且連通于抽氣管路51的一端；以及抽氣閥53，設置于抽氣管路51上，且位于真空泵52的下游。

輸氣機構6可包括：氣源61，提供干燥氣體；輸氣管路62，從箱體1外穿設箱體1和加熱板26并伸入加熱板26的封閉內(nèi)部空間，且連通于氣源61；過濾網(wǎng)63，設置于輸氣管路62上；以及輸氣閥64，設置于輸氣管路62上，且位于過濾網(wǎng)63下游。過濾網(wǎng)63能進一步降低粉塵風險，提升電池的安全性能。

在根據(jù)本發(fā)明所述的極片卷料干燥裝置中，通過抽真空機構5以及輸氣機構6，無需采用惰性氣體的呼吸干燥，從而提高干燥效率且降低成本，同時輸氣機構6的氣源61向加熱板26的內(nèi)部封閉空間內(nèi)通入干燥氣體，能夠避免給卷料引入粉塵的風險，提高電池的安全性能。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置中，參照圖1，在一實施例中，輸氣機構6輸入的干燥氣體可為惰性氣體。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥裝置中，參照圖1和圖2，在一實施例中，極片卷料S可為正極極片卷料或負極極片卷料。

其次說明根據(jù)本發(fā)明第二方面的極片卷料干燥方法。

根據(jù)本發(fā)明第二方面的極片卷料干燥方法包括步驟：將極片卷料S放入根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的極片卷料干燥裝置的箱體1內(nèi)；將電源21的正極與待干燥的極片卷料S的集流體的起始端和末端中的一端電連接、將電源21的負極與待干燥的極片卷料S的集流體的起始端和末端中的另一端電連接，電源21通電并通過集流體的導電而對待干燥的極片卷料S進行電阻式加熱干燥。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥方法中，電源21接通時，電源21與放入極片卷料干燥裝置內(nèi)的極片卷料S的集流體形成回路，利用電流對待干燥的極片卷料S進行電阻式加熱干燥，由于是電阻式加熱干燥，所以極片卷料S的各卷層同時被加熱干燥，從而提高了加熱效率，減少了加熱時間，降低了成本，并提高了極片卷料S溫度分布的均勻性。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥方法中，還包括步驟：極片卷料S內(nèi)部溫度達到目標溫度后停止加熱，加熱板26以對極片卷料S進行保溫；在保溫的過程中通過抽真空機構5的真空泵52對加熱板26的內(nèi)部封閉空間進行抽真空，以使內(nèi)部封閉空間達到規(guī)定真空度；在規(guī)定真空度下保溫干燥規(guī)定時間之后，輸氣機構6的氣源61向加熱板26的內(nèi)部封閉空間內(nèi)通入干燥氣體，以使加熱板26的內(nèi)部封閉空間內(nèi)恢復至常壓，以完成干燥；以及取出極片卷料S。本發(fā)明的極片卷料干燥方法無需惰性氣體的呼吸干燥，提高干燥效率且降低成本，同時輸氣機構6的氣源61向加熱板26的內(nèi)部封閉空間內(nèi)通入干燥氣體，能夠避免給卷料引入粉塵的風險，提高電池的安全性能。加熱時間的減少也能縮短總真空干燥時間，降低工藝成本。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥方法中，極片卷料S內(nèi)部加熱的目標溫度為80℃～150℃。

在根據(jù)本發(fā)明的極片卷料干燥方法中，規(guī)定真空度0.1Pa～100Pa。