装配有水分供给单元的电极干燥设备及使用该电极干燥设备的电极干燥方法与流程
本发明涉及一种电极干燥设备及使用该电极干燥设备的电极干燥方法，更具体地，涉及一种装配有当使用热空气干燥电极时能够使干燥烘箱的内部温度稳定的水分供给单元的电极干燥设备及使用该电极干燥设备的电极干燥方法。
背景技术
通常，锂二次电池分别包括正极、负极以及夹在负极与正极之间的电解质。根据使用何种正极活性材料和负极活性材料，锂二次电池分为锂离子电池、锂聚合物电池等。
在这种情况下，通过利用正极活性材料或负极活性材料涂布由铝(Al)或铜(Cu)制成的诸如片(sheet)、网(mesh)、膜(film)或箔(foil)之类的集流体，接着在干燥烘箱中干燥来分别形成这种锂二次电池的电极。对这种干燥工艺的专利申请在前提交为韩国专利申请公开第10-2012-0057437号(2012年6月5日公开)。
此外，近来，电极的生产速度增加，并且响应于电极的高容量和高负载，在涂层的干燥中使用的热空气的温度升高。
因而，当将待干燥的电极干燥时，干燥烘箱的内部温度由于溶剂的蒸发热量而降低。由于最终导致的热量损失，在烘箱的内部热稳定之后，从热空气喷嘴排放的热空气的温度比设定温度低平均5℃至10℃。
就是说，当供给到烘箱内的热空气的设定温度为大约150℃时，由于溶剂的蒸发热量，在烘箱的内部热稳定之后供给到烘箱内的热空气的实际温度的范围为140℃至145℃。
在这种情况下，在干燥性能方面，基于烘箱的内部是充分稳定的状态来确定批量生产的情况下的电极干燥条件。随着干燥溶剂的量增加，烘箱的温度稳定前后的这种温度差异增大。
电极的高速和高负载生产增加了干燥溶剂的量，也增大了在初期阶段干燥烘箱稳定前后的温度差异。因而，在干燥烘箱的内部稳定之后在预定干燥条件下干燥电极的初期阶段，电极会具有因过度干燥而导致的问题，诸如剥离或破裂。这些问题可导致生产率的降低以及电极在工作过程中断开，因而需要进行改进。
技术实现要素：
技术问题
提出本发明来解决上述问题，本发明的目的是提出一种包括水分供给单元的电极干燥设备及使用该电极干燥设备的电极干燥方法，水分供给单元能够在使用热空气的电极干燥工序开始之前将干燥烘箱的内部温度设定为基准值，即，使待干燥的电极稳定地干燥的水平，从而防止在干燥烘箱中干燥电极的初期阶段电极因过度干燥而破裂。
技术方案
作为本发明的实施方式，提供了一种电极干燥设备，包括：主体，所述主体包括设置为用于干燥工序的内部的容纳空间、入口和出口；传送单元，所述传送单元配置为沿单一方向传送待干燥的电极，使得所述待干燥的电极经由所述入口和所述出口穿过所述容纳空间；热空气供给单元，所述热空气供给单元配置为向由所述传送单元传送的所述电极吹热空气，从而干燥所述待干燥的电极；温度测量单元，所述温度测量单元配置为测量所述容纳空间的内部温度；水分供给单元，所述水分供给单元配置为在所述待干燥的电极穿过所述容纳空间之前向所述容纳空间中供给水分，使得所述容纳空间的内部温度由于供给的水分的蒸发热量而降低至预定基准值并且被稳定；控制器，所述控制器配置为控制设置在所述主体内的全部部件。
在这种情况下，所述热空气供给单元可包括：配置为加热被供给的外部空气的热交换器；和配置为将被所述热交换器加热的外部空气供给到所述容纳空间中的鼓风机。
此外，所述热空气供给单元可进一步包括风门，所述风门设置在与所述容纳空间的内部连通的输送管内并且配置为调节供给到所述容纳空间中的热空气的量。
此外，所述水分供给单元可包括水分喷嘴，所述水分喷嘴设置在所述输送管内并且配置为以雾(Mist)的形式供给水分，使得水分被包含在供给到所述容纳空间中的所述热空气中并且与所述热空气一起供给。
此外，在所述输送管的底部可设置有排出孔，使得当从所述水分供给单元漏水时通过所述排出孔将水排放到外部。
此外，所述水分供给单元可包括：其中储存超纯水(DI Water)的储存罐；和供给泵，所述供给泵配置为通过供给管线将所述储存罐中储存的超纯水供给到所述水分喷嘴。
此外，多个电极干燥设备彼此平行间隔开。所述储存罐中储存的超纯水(DI Water)可通过所述供给管线供给到所述多个电极干燥设备的每一个。
此外，在与所述电极干燥设备连接的所述供给管线上可设置有开关阀和流量表，使得所述控制器使用所述开关阀和所述流量表实时监测并控制供给到所述电极干燥设备的超纯水的总量。
此外，所述温度测量单元可包括：第一传感器，所述第一传感器配置为测量由所述热空气供给单元供给的热空气的温度；第二传感器，所述第二传感器配置为实时监测所述容纳空间的内部温度；和第三传感器，所述第三传感器配置为测量从所述容纳空间排放的空气的温度。
此外，当由所述第三传感器测量的温度等于或高于基准值时，所述控制器可控制所述水分供给单元向所述容纳空间中供给水分，以使得所述容纳空间的内部温度达到所述基准值。
此外，提供了一种电极干燥方法，包括：在待干燥的电极进入电极干燥设备的容纳空间中之前，测量所述容纳空间的内部温度；当所述容纳空间的内部温度等于或高于基准值，即，等于或高于使所述待干燥的电极稳定地干燥的水平时，通过水分供给单元向所述容纳空间中喷射水分，以冷却所述容纳空间；通过控制器确定所述容纳空间的内部温度是否因供给到所述容纳空间中的水分的蒸发热量而达到所述基准值；以及当所述容纳空间的内部温度达到所述基准值时，停止向所述容纳空间中供给水分，并且通过使所述待干燥的电极穿过所述容纳空间来执行干燥工序。
在这种情况下，所述水分供给单元可使水分被包含在供给到所述容纳空间中的热空气中并且与热空气一起供给。
所述控制器可通过将测量的从所述容纳空间排放的空气的温度与所述基准值进行比较来调节由所述水分供给单元喷射的水分的量。
有益效果
具有上述构造的本发明可在将待干燥的电极输入到电极干燥设备的容纳空间中之前测量容纳空间的内部温度，确定测量的容纳空间的内部温度是否是使待干燥的电极稳定地干燥的水平，当测量的容纳空间的内部温度等于或高于基准值时，使用水分供给单元向容纳空间中喷射水分，从而将容纳空间冷却至与基准值的水平对应的温度。
因此，可保持使待干燥的电极稳定地干燥的水平，从而防止待干燥的电极在干燥工序的初期阶段因电极的过度干燥而剥离或破裂。
附图说明
图1是图解根据本发明的电极干燥设备的内部构造的侧视图；
图2是图解根据本发明的热空气供给单元和温度测量单元的示意性构造图；
图3是沿图1中的线I-I’截取的剖面图；
图4是图解水分供给单元连接至根据本发明的电极干燥设备的结构的示意图。
※附图中参考标记的说明※
1：电极干燥设备
E：待干燥的电极
110：主体 S：容纳空间
111：入口 113：出口
115：输送管 117：排出孔
120：传送单元 121：传送辊
130：热空气供给单元 131：上部箱
132：下部箱 133：热交换器
135：鼓风机 137：风门
140：温度测量单元 141：第一传感器
143：第二传感器 145：第三传感器
150：水分供给单元 151：水分喷嘴
153：储存罐 155：供给泵
157：供给管线 158：开关阀
159：流量表 160：控制器。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本公开内容具体实施方式的构造和操作。
本文中，在通过参考标记指定附图的要素时，将尽可能通过相同的参考标记指定相同的要素，尽管他们显示在不同的附图中。
图1是图解根据本发明的电极干燥设备的总体构造的侧视图。
参照图1，根据本发明实施方式的电极干燥设备1可包括：主体110、传送单元120、热空气供给单元130、温度测量单元140、水分供给单元150、控制器(未示出)。
下面将详细描述本发明的构造。
首先，主体110形成电极干燥设备1的主框架，并且具有设置为用于干燥工序的内部的容纳空间S。此外，在主体110的一侧可设置供待干燥的电极E进入的入口111，而在主体110的另一侧可设置供已经历干燥工序的电极E排出的出口113。
传送单元120可配置为沿单一方向传送待干燥的电极E，使得电极经由入口111和出口113穿过作为干燥烘箱的容纳空间S。
具体地，传送单元120可使用通过从电机(未示出)接收的动力而沿一个方向旋转的多个传送辊121来沿一个方向传送待干燥的电极E。传送单元120的这一构造在电极制造工序中被普遍应用和使用，本文将省略其详细描述。
热空气供给单元130用于通过向由传送单元120传送的待干燥的电极E吹热空气来干燥待干燥的电极E。
具体地，热空气供给单元130可包括其中设置有热空气供给通道的上部箱131和与上部箱131分隔开的下部箱132，使得待干燥的电极E沿一个方向在上部箱131与下部箱132之间传送。能够向待干燥的电极E供给热空气的排放孔131a和132a可形成为穿过上部箱131和下部箱132彼此面对的部分。
参照图2和图3，加热被供给的外部空气的热交换器133和将被热交换器133加热的外部空气供给到容纳空间S中的鼓风机135可连接至上部箱131和下部箱132的每一个。尚未描述的参考标记139表示去除被供给的热空气中的微粒的高效微粒空气过滤器(Hepa Filter)。
在这种情况下，供给到主体110的容纳空间S中的热空气用于干燥待干燥的电极E。之后，热空气的一部分循环，而热空气的其余部分排放到外部。
此外，热空气供给单元130可包括设置在与主体110的容纳空间S的内部连通的输送管115内的风门137，使得每个风门137通过致动器(未示出)操作。因而，热空气供给单元130可使用风门137调节供给到容纳空间S中的热空气的量(见图3)。
温度测量单元140用于测量容纳空间S的内部温度。
具体地，温度测量单元140可包括：第一传感器141，第一传感器141测量由热空气供给单元130供给的热空气的温度；第二传感器143，第二传感器143实时监测容纳空间S的内部温度；和第三传感器145，第三传感器145测量从容纳空间S排放的空气的温度(见图2)。
在这种情况下，温度测量单元140的多个传感器141、143和145之中的第三传感器145可测量容纳空间S的内部温度是否是预定基准值。
水分供给单元150用于在待干燥的电极E穿过容纳空间S之前向容纳空间S中供给水分。水分供给单元150利用供给的水分的蒸发热量将容纳空间S的内部温度降低至预定基准值并且稳定内部温度。
具体地，水分供给单元150可包括水分喷嘴151，水分喷嘴151设置在与容纳空间S连接的输送管115内并且以雾(Mist)的形式供给水分，使得水分被包含在供给到容纳空间S中的热空气中并且与热空气一起供给(见图3)。
在这种情况下，可在输送管115的底部设置排出孔117，使得当从水分供给单元150漏水时可通过排出孔117将水排放到外部。
参照图4，水分供给单元150可包括：其中储存超纯水(或去离子水(DIWater))的储存罐153；和供给泵155，供给泵155通过供给管线157将储存罐153中储存的超纯水供给到水分喷嘴151。
具有上述构造的电极干燥设备1可设置为彼此平行间隔开的多个电极干燥设备，并且储存罐153中储存的超纯水(DI Water)可通过供给管线157供给到多个电极干燥设备1。
此外，可在与电极干燥设备1连接的供给管线157上设置开关阀158和流量表159。开关阀158和流量表159可实时监测并控制供给到电极干燥设备1的超纯水的总量。
控制器可控制设置在主体110中的全部部件120、130、140和150。
具体地，控制器测量在待干燥的电极E进入电极干燥设备1的容纳空间S中之前容纳空间S的内部温度，然后，确定所测量的容纳空间S的内部温度是否是使待干燥的电极E稳定地干燥的水平。
在这种情况下，当测量的容纳空间S的内部温度等于或高于基准值时，水分供给单元150向容纳空间S中喷射水分，以冷却容纳空间。
因此，可保持使待干燥的电极E稳定地干燥的水平，从而防止待干燥的电极E在干燥工序的初期阶段因电极的过度干燥而剥离或破裂。
此外，将参照图1至图3再次描述使用具有上述构造的根据本发明的电极干燥设备的电极干燥工序。
首先，在待干燥的电极E进入电极干燥设备1的容纳空间S中之前，温度测量单元140的第三传感器145测量容纳空间S的内部温度。
当由第三传感器145测量的容纳空间S的内部温度等于或高于基准值，即，等于或高于使待干燥的电极E稳定地干燥的水平时，水分供给单元150向容纳空间S中喷射水分，从而冷却容纳空间。水分供给单元150使水分被包含在供给到容纳空间S中的热空气中并且与热空气一起供给。
此外，控制器确定容纳空间S的内部温度是否因供给到容纳空间S中的水分的蒸发热量而达到基准值。在这种情况下，控制器通过将测量的从容纳空间S排放的空气的温度与基准值进行比较来调节由水分供给单元150喷射的水分的量。
当容纳空间S的内部温度达到基准值时，停止向容纳空间S中供给水分，然后，通过使待干燥的电极E穿过容纳空间S来执行干燥工序。
尽管为了说明的目的公开了本公开内容的示例性实施方式，但是本领域技术人员将理解到，本公开内容不限于前述的实施方式，在不背离本公开内容的技术精神的情况下，各种改变和修改是可能的。