电池电极用干燥装置的制作方法

2021-03-11 11:03:02|

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[0001]
本发明公开的内容涉及一种在制造可充电二次电池形态电池的电池电极的过程中，为了对在由铝薄板或铜薄板构成的电池电极上层压形成的薄膜进行水分干燥、烧成或促进化学结合而对电池电极进行均匀加热的电池电极用干燥装置。

背景技术：

[0002]
除非在本说明书中另有指示，否则在本识别项目中说明的内容并不是与本申请的权利要求相关的现有技术，即使是记载在本识别项目中也并应该被认定为是现有技术。
[0003]
通常，如手机、笔记本电脑、数码相机、无线吸尘器、无人机等电气电子设备中必不可少地会包含用于供应电源的二次电池形态的电池。
[0004]
最近随着如电动汽车等需求的增加，在如汽车、自行车、电动踏板车、摩托车、公共汽车等运输车辆领域也正在积极开展用于供应电源的二次电池形态的电池。
[0005]
因此，传统生产方式下的产品大小的最大宽度约为600
㎜
，而目前的产品大小的最大宽度已经扩大到了约600
㎜
，预计在日后产品大小的最大宽度将会扩大到约1200
㎜
以上。此外，在产品的生产速度方面目前为每分钟约70m左右，预计在日后也将被提速到每分钟100m以上。
[0006]
此外，二次电池形态的电池包括由铝薄板或铜薄板构成的电池电极，在上述电池电极中的阳极表面涂布由电极活性物质即锂类金属和其他金属构成的薄膜，而在上述电池电极中的阴极表面涂布由电极活性物质即碳和石墨物质构成的薄膜。
[0007]
为了对如上所述的电池的电池电极中的薄膜进行水分干燥、烧成或促进化学结合，需要利用单独的干燥装置中进行加热干燥。
[0008]
作为如上所述的电池电极用干燥装置的一实例，在大韩民国专利公开第10-2016-0091563号(2016.08.03.公开)中公开了一种电极干燥装置，其特征在于：在配备有一个以上的用于对将包含电极活性物质的电极混合物涂布到集电体的电极板上的电极混合物中的溶剂进行干燥的干燥炉的电极干燥装置中，上述干燥炉，包括：多个第1喷嘴，用于向电极板的上侧面供应热风；多个第2喷嘴，用于向下侧面供应热风；多个辊子，可以为了对电极板的下部提供支撑而进行上向移动以及为了从电极板的下部脱离而进行下向移动；上下调节器，用于使上述辊子进行上向以及下向移动；以及，腔体，上述第1以及第2喷嘴以及辊子被安装到内部，可供电极板从一侧部位向相向一侧部位进行移动。
[0009]
此外，在大韩民国专利公开第1第10-2015-0049393号(2015.05.08.公开)中公开了一种电极干燥装置，其特征在于：在用于对配备金属材料集电体的电极进行干燥的电极干燥装置中，包括：移送部，用于将上述电极从第1地点移送到第2地点；以及，线圈部，在上述电极的移送过程中利用交流电流在上述集电体上形成感应电流并借此对上述电池电极进行感应加热。
[0010]
但是，因为如上所述的现有的电池电极干燥装置是利用热风或一般的加热器对电池电极进行加热，因此在较短的区间内很难达到目标温度，从而不可避免地造成设备长度
的增加并因此导致安装设备占用大量的空间，而且会因为所需要的热量过多而导致所生产产品的单价上升的问题。
[0011]
此外，如上所述的现有的电池电极干燥装置在紧急情况下或因为设备的故障而导致设备运行中断时，会因为热风或加热器的潜热而造成电池电极表面受到热冲击并因此导致出现产品不良的问题。
[0012]
而且，利用热风一般的加热器的干燥方式很难在短时间内对大小增加的电池电极进行均匀的加热干燥，因此不仅会导致产品生产速度的下降，还具有不良率增加的问题。
[0013]
先行技术文献
[0014]
专利文献
[0015]
1.大韩民国专利公开第10-2016-0091563号(2016.08.03.公开)
[0016]
2.大韩民国专利公开第10-2015-0049393号(2015.05.08.公开)

技术实现要素：

[0017]
本发明的技术课题在于提供一种能够通过适用辐射加热方式而无论电池电极的大小如何都能够均匀且快速地进行加热干燥并有效地防止过热以及因为潜热而导致的热冲击的电池电极用干燥装置。
[0018]
但是，本发明的技术课题并不限定于如上所述的技术课题，还能够通过下述说明进一步推导出其他技术课题。
[0019]
适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置，包括：主体，在一侧形成用于投入电池电极的投入口，在内部形成加热干燥空间，在另一侧形成用于排出电池电极的排出口；上部腔体部件，安装于上述主体的加热干燥空间内部上侧，在下侧排列用于对上述电池电极进行加热干燥的第1近红外线灯；下部腔体部件，安装于上述主体的加热干燥空间内部下侧，与上述上部腔体部件一起构成加热干燥腔体，在上侧排列用于对上述电池电极进行加热干燥的第2近红外线灯；排气扇，安装于上述主体的上侧，用于将上述加热干燥空间内的热气排出到上述主体的外部；以及，送气扇，安装于上述主体的下侧，用于将外部空气强制供应到上述加热干燥空间内。
[0020]
所公开内容的较佳特征在于：上述上部腔体部件以可借助于第1升降部件在上述加热干燥空间内沿着上下方向进行升降的方式安装，上述下部腔体部件以可借助于第2升降部件在上述加热干燥空间内沿着上下方向进行升降的方式安装。
[0021]
适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置，能够在对电池电极进行加热干燥时不适用热风或一般的加热器而是借助于安装在上、下部腔体部件中的第1以及第2近红外线灯适用辐射加热方式，从而无论电池电极的大小如何都能够均匀且快速地进行加热干燥。
[0022]
此外，能够通过排气扇将加热干燥空间内的过热空气排出到外部并通过送气扇将用于进行冷却的外部空气强制供应到加热干燥空间内，从而能够在将加热干燥空间内的温度维持在对电池电极进行加热干燥所需要的温度的同时防止因为第1以及第2近红外线灯而导致的过热以及因为内部潜热而导致的电池电极的热冲击。
[0023]
此外，能够通过使构成用于对电池电极进行加热干燥的加热干燥腔体的上、下部腔体部件借助于第1以及第2腔体升降部件在主体的加热干燥空间内沿着上下方向进行升
降并相互间隔一定距离，从而有效地防止因为第1以及第2近红外线灯而导致的过热以及因为潜热而导致的电池电极的热冲击。
[0024]
本发明的效果并不限定于如上所述的效果，相关行业的从业人员能够通过权利要求书中的记载进一步明确理解未被提及的其他效果。
附图说明
[0025]
图1是适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置的结构图。
[0026]
图2是适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置的平面结构图。
[0027]
图3是适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置中的上、下部腔体的升降动作图。
[0028]
图4是适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置的另一实施例的结构图。
[0029]
图5是适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置的又一实施例的结构图。
[0030]
图6是适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置的支撑辊的详细结构图。
[0031]
【符号说明】
[0032]
1：电池电极用干燥装置；3：电池电极；10：主体；11：投入口；
[0033]
12：加热干燥空间；13：排出口；14：腔体升降导向器；
[0034]
15：非接触式温度传感器；16：透视门；17：门打开检测传感器；
[0035]
20：上部腔体；21：第1近红外线灯；22：第1升降部件；
[0036]
23：第1冷却扇；24：第1腔体温度传感器；25：腔体形成板；
[0037]
30：下部腔体；31：第2近红外线灯；22：第2升降部件；
[0038]
33：第1冷却扇；34：第2腔体温度传感器；40：排气扇；
[0039]
50：送气扇；60：支撑辊；61：减速器；62：电磁阀；
[0040]
63：流量调节阀；64：温度传感器；65：压力传感器；66：流量计
具体实施方式
[0041]
接下来，将参阅附图对较佳实施例的构成以及作用效果进行说明。作为参考，在下述附图中，可能会为了便利以及明确性而对各个构成要素进行省略或概要性图示，各个构成要素的大小并不是体现其实际大小。此外，在整个说明书中相同的参考符号代表相同的构成要素，在个别附图中对对相同构成的附图编号将被省略。
[0042]
适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置，如图1至图3所示，包括：主体10，在一侧形成用于投入电池电极的投入口11，在内部形成加热干燥空间12，在另一侧形成用于排出电池电极3的排出口13；上部腔体部件20，安装于上述主体10的加热干燥空间12内部上侧，在下侧排列用于对上述电池电极3进行加热干燥的第1近红外线灯21；下部腔体部件30，安装于上述主体10的加热干燥空间12内部下侧，与上述上部腔体部件20一起构成加热干燥腔体，在上侧排列用于对上述电池电极3进行加热干燥的第2近红外线灯31；排气扇40，安装于上述主体10的上侧，用于将上述加热干燥空间12内的热气排出到上述主体10的
外部；以及，送气扇50，安装于上述主体10的下侧，用于将外部空气强制供应到上述加热干燥空间12内。
[0043]
其中，主体10是用于构成适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置的框架的构成部件。
[0044]
在主体10的一侧形成用于投入需要进行加热干燥的电池电极3的投入口11，在内部通过后续说明的上、下部腔体部件20、30构成加热干燥腔体并借此形成用于对电池电极3进行加热干燥处理的加热干燥空间12，在另一侧形成用于排出已完成加热干燥的电池电极3的排出口13。
[0045]
此外，在主体10的加热干燥空间12内形成用于对上、下部腔体部件20、30沿着上下方向的升降进行导向的腔体升降导向器14。腔体升降导向器14能够以如贯通上、下部腔体部件20、30的垂直杆状形状的导轨形态形成。
[0046]
此外，在主体10的排出口13一侧，以与排出部13的上部或下部间隔一定距离的方式安装有非接触式温度传感器15。非接触式温度传感器15对通过排出口13排出的电池电极3的温度进行检测并传递到控制器(未图示)，从而自动地对安装在上、下部腔体部件20、30中的第1以及第2近红外线灯21、31的输出进行调节。
[0047]
此外，在主体10的正面一侧以及背面一侧中的至少一侧，以可开闭的方式安装有透视门16。在透视门16中一体形成有透视窗口，以便于作业人员能够通过肉眼检查实际对电池电极3进行加热干燥的加热干燥空间12内。
[0048]
此外，在透视门16的安装部位安装有门打开检测传感器17。因为当在对电池电极3进行加热干燥的过程中打开透视门16时可能会导致作业人员被烫伤，而门打开检测传感器17能够起到通过对透视门16的打开与否进行检测并传递到控制器(未图示)而自动停止第1以及第2近红外线灯21、31的运行的一种安全传感器的作用。
[0049]
在上述主体10的加热干燥空间12的内部上侧安装有上部腔体部件20。上部腔体部件20与后续说明的下部腔体部件30一起在主体10的加热干燥空间12内构成实际对电池电极3进行加热干燥的加热干燥腔体，在下侧排列通过对电池电极3进行辐射加热而对电池电极3进行加热干燥的多个第1近红外线灯21。
[0050]
为了防止第1近红外线灯21发生破损，上部腔体部件20利用可热膨胀的材料制成，而且用于对第1近红外线灯21进行支撑的夹钳利用耐冲击性强的材料制成为宜。
[0051]
此外，为了能够相对于正在进行加热干燥的电池电极3向上部调节其间隔距离，上部腔体部件20以能够借助于第1升降部件22在主体10的加热干燥空间12内沿着上下方向进行升降的方式安装为宜。
[0052]
用于使上部腔体部件20进行升降的第1升降部件22，能够利用气缸一侧被固定结合到主体10的上侧而活塞杆一侧被固定结合到上部腔体部件20的气缸机构构成。
[0053]
此外，在上部腔体部件20中安装有用于对由上、下部腔体部件20、30构成的加热干燥腔体进行均匀冷却以及温度控制的第1冷却扇23。
[0054]
此外，在上部腔体部件20中安装有用于对由上、下部腔体部件20、30构成的加热干燥腔体的内部温度进行测定的第1腔体温度传感器24。第1腔体温度传感器24用于将与加热干燥腔体的内部温度相关的测定信号提供至控制器(未图示)并借此对第1近红外线灯21以及第1冷却扇23的运行进行控制，从而在对加热干燥腔体的内部温度进行控制的同时对加
热干燥腔体进行均匀冷却。
[0055]
此外，在上部腔体部件20的前后侧向下部凸出形成通过对下部腔体部件30的前后侧进行覆盖而防止加热干燥腔体的热损失的腔体形成板25。
[0056]
在上述主体10的加热干燥空间12的内部下侧安装有下部腔体部件30。下部腔体部件30与上述的上部腔体部件20一起在主体10的加热干燥空间12内构成实际对电池电极3进行加热干燥的加热干燥腔体，在上侧排列通过对电池电极3进行辐射加热而对电池电极3进行加热干燥的多个第2近红外线灯31。
[0057]
为了防止第2近红外线灯31发生破损，下部腔体部件30利用可热膨胀的材料制成，而且用于对第2近红外线灯31进行支撑的夹钳利用耐冲击性强的材料制成为宜。
[0058]
此外，为了能够相对于正在进行加热干燥的电池电极3向下部调节其间隔距离，下部腔体部件30以能够借助于第2升降部件32在主体10的加热干燥空间12内沿着上下方向进行升降的方式安装为宜。
[0059]
用于使下部腔体部件30进行升降的第2升降部件32，能够利用气缸一侧被固定结合到主体10的下侧而活塞杆一侧被固定结合到下部腔体部件30的气缸机构构成。
[0060]
此外，在下部腔体部件30中安装有用于对由上、下部腔体部件20、30构成的加热干燥腔体进行均匀冷却以及温度控制的第2冷却扇33。
[0061]
此外，在下部腔体部件30中安装有用于对由上、下部腔体部件20、30构成的加热干燥腔体的内部温度进行测定的第2腔体温度传感器34。第2腔体温度传感器34用于将与加热干燥腔体的内部温度相关的测定信号提供至控制器(未图示)并借此对第2近红外线灯31以及第2冷却扇33的运行进行控制，从而在对加热干燥腔体的内部温度进行控制的同时对加热干燥腔体进行均匀冷却。
[0062]
由上述上、下部腔体部件20、30构成的加热干燥腔体是实际对涂布到电池电极3上的电极活性物质执行薄膜加热干燥工程的空间，具有用于投入电池电极3并执行加热干燥工程的充足的体积，并通过利用控制器(未图示)对安装在上、下部腔体部件20、30中的第1以及第2近红外线灯21、31和第1以及第2冷却扇23、33的运行进行控制而使得加热干燥腔体内的电池电极3能够在约120℃至150℃左右的温度范围内执行加热干燥工程。
[0063]
在上述主体10的上侧安装有排气扇40。排气扇40能够通过在必要时将停留在加热干燥空间12上部的热气排出到主体10的外部而起到防止加热干燥空间12过热的作用。
[0064]
此外，在上述主体10的下侧安装有送气扇50。送气扇40能够起到通过在电极电池3发生断裂或紧急情况下将外部空气强制供应到加热干燥空间12内而使得由上、下部腔体部件20、30构成的加热干燥腔体以及加热干燥空间12快速冷却的作用。
[0065]
此外，在上述主体10的加热干燥空间10内，如图1至图3所示，能够安装1组上、下部腔体部件20、30，而在一部分实施例中，如图4所示，也能够连续安装2组上、下部腔体部件20、30，虽未图示，也能够连续安装3组以上的上、下部腔体部件20、30。
[0066]
此外，当在主体10的加热干燥空间12内连续安装2组以上的上、下部腔体部件20、30时会导致电池电极3下垂的现象并因此在电池电极3与第1以及第2近红外线灯21、31之间形成间隔差异，而上述间隔差异会导致电极电池3中的温度偏差并进一步对产品的品质造成明显的不良影响。
[0067]
为了防止如上所述的电池电极3下垂的现象，如图5所示，在1组上、下部腔体部件
20、30和与其连续的另1组上、下部腔体部件20、30之间能够附加安装用于防止电极电池3下垂的支撑辊60。支撑辊60通过如链条或皮带等传动机构与配备于主体10上侧的减速器一体型电机61传动连接并借此被旋转驱动。
[0068]
此外，在安装支撑辊60时可能会因为第1以及第2近红外线灯21、31的驱动而导致支撑辊60表面温度的过度上升并进一步对电池电极3的品质造成影响。
[0069]
为了防止如上所述的支撑辊60的过热，如图6所示，能够向支撑辊60内供应如冷却水或冷却压缩空气等冷却流体。
[0070]
为了实现冷却流体的灌流，支撑辊60的内部以可供冷却流体灌流通过的中空形形态构成，支撑辊60的两端旋转轴分别与冷却流体供应管路以及冷却流体排出管路连接。此时，在支撑辊60的两端旋转轴与冷却流体供应管路以及冷却流体排出管路之间配备有一侧以可旋转的方式与支撑辊60的两端旋转轴结合而另一侧以不可旋转的方式与冷却流体供应管路以及冷却流体排出管路结合的连接件。
[0071]
此外，在冷却流体供应管路上安装有用于对冷却流体的供应与否进行控制的电磁阀62，在冷却流体供应管路以及冷却流体排出管路上安装有用于对冷却流体的灌流量进行控制的流量控制阀63，在冷却流体排出管路上安装有用于对灌流通过支撑辊60之后排出的冷却流体的温度进行测定的温度传感器64、用于对灌流通过支撑辊60之后排出的冷却流体的压力进行测定的压力传感器65以及用于对灌流通过支撑辊60之后排出的冷却流体的流量进行测定的流量计66。
[0072]
控制器(未图示)以温度传感器64、压力传感器65以及流量计66的传感器信号为基础对电磁阀62以及流量控制阀63进行控制，从而使支撑辊60的表面始终维持在一定的温度。
[0073]
借此，不仅在一般情况下，即使是在因为紧急情况而导致适用所公开内容之一实施例的电池电机用干燥装置停止运行并因此造成电池电极3停滞在主体10内部的情况下，也能够提前防止因为支撑辊60的潜热而导致的电池电极3的热冲击以及温度偏差。
[0074]
接下来，将结合图1至图6是适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置的整体动作进行说明。
[0075]
适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置，能够在对电池电极3进行加热干燥时不适用热风或一般的加热器而是借助于安装在上、下部腔体部件20、30中的第1以及第2近红外线灯21、31适用辐射加热方式，从而无论电池电极3的大小如何都能够在例如0.7至1.4秒的短时间内对整个面积均匀地进行加热干燥。
[0076]
此外，适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置，能够通过排气扇40将加热干燥空间12内的过热空气排出到外部并通过送气扇50将用于进行冷却的外部空气强制供应到加热干燥空间12内，从而能够在将加热干燥空间12内的温度维持在对电池电极3进行加热干燥所需要的温度的同时有效地防止因为第1以及第2近红外线灯21、31而导致的过热以及因为内部潜热而导致的电池电极3的热冲击。
[0077]
此外，适用所公开内容之一实施例的电池电极用干燥装置，能够通过使构成用于对电池电极3进行加热干燥的加热干燥腔体的上、下部腔体部件20、30借助于第1以及第2腔体升降部件22、32在主体10的加热干燥空间12内沿着上下方向进行升降并相互间隔一定距离，从而有效地防止因为第1以及第2近红外线灯21、31而导致的过热以及因为潜热而导致
的电池电极3的热冲击。
[0078]
此外，当在主体10的加热干燥空间12内连续安装2组以上的上、下部腔体部件20、30时，能够通过在1组上、下部腔体部件20、30和与其连续的另1组上、下部腔体部件20、30之间安装支撑辊60而解决因为电池电极3的下垂而导致的温度偏差问题，并通过采用能够使冷却流体在支撑辊60内灌流通过的构成而防止因为支撑辊60的过热而导致的电池电极3的品质下降。
[0079]
在上述内容中结合附图对适用本发明的较佳实施例进行了说明，但是在本说明书中记载的实施例以及附图中所图示的构成只是本发明的最较佳的一实施例，并不是代表本发明的所有技术思想，因此在本提交申请时还可能有其他可替代的多种均等物以及变形例存在。因此，在上述内容中所记载的实施例在所有方面仅为示例性目的而非限定，本发明的范围应通过后续说明的权利要求书而非详细的说明做出定义，从权利要求书的意义和范围及其等价概念推导出的所有变更或变形的形态均应解释为包含在本发明的权利要求范围之内。

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