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首页 / 专利分类库 / 干燥 / 一种温度控制方法、干燥机及存储介质

一种温度控制方法、干燥机及存储介质

申请号 CN202311694580.4 申请日 2023-12-08 公开(公告)号 CN117824345A 公开(公告)日 2024-04-05
申请人 湖北亿纬动力有限公司; 发明人 赵宇昊;
摘要 本 发明 提供一种 温度 控制方法、干燥机及存储介质,所述方法包括:获取极片样片的面 密度 测量结果,所述面密度测量结果为所述极片样片在干燥温度为干燥温度上限值且干燥时长达预设时长下干燥后所测得的面密度;获取面密度测量补偿值;根据所述面密度测量结果、所述面密度测量补偿值及预设的最大 溶剂 含量,确定极片面密度上限值;根据所述极片面密度上限值,确定干燥温度下限值;将所述干燥温度设定在所述干燥温度上限值与所述干燥温度下限值之间。本发明通过干燥温度上限值下的面密度值、最大溶剂含量,得到极片的面密度上限值,再据此得到干燥温度下限值,此下限值可满足极片的面密度标准,据此调节干燥温度,可防止温度过高、减少能耗。
权利要求

1.一种温度控制方法,其特征在于,应用于极片干燥设备,所述方法包括:
获取极片样片的面密度测量结果,所述面密度测量结果为所述极片样片在干燥温度为干燥温度上限值且干燥时长达预设时长下干燥后所测得的面密度,所述干燥温度上限值为干燥时使得所述极片样片不发生干裂的临界温度
获取面密度测量补偿值;
根据所述面密度测量结果、所述面密度测量补偿值及预设的最大溶剂含量,确定极片面密度上限值;
根据所述极片面密度上限值,确定干燥温度下限值;
将所述干燥温度设定在所述干燥温度上限值与所述干燥温度下限值之间。
2.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,在所述获取极片样片的面密度测量结果之前,所述方法还包括:
获取初始干燥温度;
以第一干燥条件对所述极片样片进行干燥,所述第一干燥条件包括:干燥温度为所述初始干燥温度,干燥时长为所述预设时长;在确定经干燥后的所述极片样片未发生干裂时,测量所述极片样片的溶剂含量;
以第二干燥条件对所述极片样片进行干燥,所述第二干燥条件包括:干燥温度为所述初始干燥温度+t1,干燥时长为所述预设时长;在确定经干燥后的所述极片样片未发生干裂时,测量所述极片样片的溶剂含量;
以第三干燥条件对所述极片样片进行干燥,所述第三干燥条件包括:干燥温度为所述初始干燥温度+t1+t2,干燥时长为所述预设时长;在确定经干燥后的所述极片样片未发生干裂时,测量所述极片样片的溶剂含量;
以此类推,直到所述溶剂含量小于预设值,并将该次干燥的干燥温度确定为干燥温度上限值,其中,t1、t2大于0;
所述获取极片样片的面密度测量结果,包括:
获取在所述干燥温度上限值、所述预设时长下干燥之后的所述极片样片的面密度测量结果。
3.根据权利要求2所述的温度控制方法,其特征在于,相邻两次所述干燥条件的干燥温度之差相同或逐渐减小。
4.根据权利要求2或3所述的温度控制方法,其特征在于,所述获取在所述干燥温度上限值、所述预设时长下干燥之后的所述极片样片的面密度测量结果,包括:
获取在所述干燥温度上限值、所述预设时长下干燥之后的所述极片样片不同区域的面密度测量结果;
将所述极片样片不同区域的面密度测量结果的均值确定为所述极片样片的面密度测量结果。
5.根据权利要求4所述的温度控制方法,其特征在于,所述获取面密度测量补偿值,包括:
获取所述极片样片在干燥温度为所述干燥温度上限值且干燥时长达预设时长下干燥后的称重及尺寸;
根据所述称重及尺寸,确定所述极片样片的标准面密度;
根据所述标准面密度及所述面密度测量结果,确定所述面密度测量补偿值。
6.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,
所述根据所述面密度测量结果、所述面密度测量补偿值及预设的最大溶剂含量,确定极片面密度上限值,包括:
基于式一计算所述极片面密度上限值,
式一: 其中,c.w.箔材为极片的箔材面密度,c.w.为所述
面密度测量结果,a为所述面密度测量补偿值,%MC为预设的最大溶剂含量。
7.根据权利要求1所述的温度控制方法,其特征在于,所述根据所述极片面密度上限值,确定干燥温度下限值,包括:
将所述极片样片于低于所述干燥温度上限值的干燥温度T1、设定干燥时长下进行干燥,并获取干燥后的所述极片样片的面密度;
若所述干燥温度T1下所得所述极片样片的面密度小于所述极片面密度上限值,取极片样片于低于所述干燥温度T1的干燥温度T2、所述设定干燥时长下进行干燥,并获取干燥后的所述极片样片的面密度;
以此类推,直到所述极片样片的面密度等于或大于所述极片面密度上限值,并将所述极片样片的面密度不超过并最接近所述极片面密度上限值的该次干燥的干燥温度确定为干燥温度下限值。
8.根据权利要求7所述的温度控制方法,其特征在于,相邻两次所述低于所述干燥温度上限值的干燥温度之差相同或逐渐减小。
9.一种干燥机,其特征在于,包括处理器及存储器,所述存储器中存储有计算机可读指令,所述处理器用于调用所述计算机可读指令,以执行如权利要求1~8中任意一项所述的温度控制方法。
10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时由处理器执行权利要求1至8中任意一项所述的温度控制方法。

说明书全文

一种温度控制方法、干燥机及存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及电池极片干燥技术领域,具体涉及一种温度控制方法、干燥机及存储介质。

背景技术

[0002] 锂离子电池是一种高容量长寿命环保电池,具有诸多优点,广泛应用于储能、电动汽车、便携式电子产品等领域。电极极片是锂离子电池的基础,直接决定电池的电化学性能以及安全性。
[0003] 锂离子电池极片制造工艺流程包括:浆料涂布、干燥、压实、裁切或分条。其中,在极片干燥过程中,溶剂蒸发时,涂层经历一定的收缩,固体物质在湿涂层中彼此接近,最后形成多孔的干燥电极结构。在锂离子电池的制造过程中,最高能量消耗工序是极片干燥和溶剂回收,约占总能量的47%,过高的干燥温度使极片制造工艺能耗居高不下。

发明内容

[0004] 本发明的实施例提供了一种温度控制方法、干燥机及存储介质,可以改善电池极片干燥温度高导致的极片质量差以及干燥能耗高的技术问题。
[0005] 第一方面,本发明的实施例提供了一种温度控制方法,应用于极片干燥设备,所述方法包括:
[0006] 获取极片样片的面密度测量结果,所述面密度测量结果为所述极片样片在干燥温度为干燥温度上限值且干燥时长达预设时长下干燥后所测得的面密度,所述干燥温度上限值为干燥时使得所述极片样片不发生干裂的临界温度
[0007] 获取面密度测量补偿值;
[0008] 根据所述面密度测量结果、所述面密度测量补偿值及预设的最大溶剂含量,确定极片面密度上限值;
[0009] 根据所述极片面密度上限值,确定干燥温度下限值;
[0010] 将所述干燥温度设定在所述干燥温度上限值与所述干燥温度下限值之间。
[0011] 在本发明的实施例中,通过在干燥温度上限值下干燥后的极片的面密度值,可得到极片溶剂含量趋近于0时的面密度,并通过面密度测量补偿值校正极片的面密度,再与极片的最大溶剂含量标准结合可得到极片的面密度上限值,根据极片的面密度上限值可得到极片的干燥温度下限值,从而可得到极片干燥的最低温度,此最低温度可满足极片的溶剂含量标准,即可满足极片的面密度标准。将干燥温度设置于干燥温度上限值与干燥温度下限值之间,可防止温度过高对极片质量造成的不良影响,同时可选择该区间的合适的干燥温度以减少能耗。
[0012] 在一实施例中,将所述干燥温度设定为所述干燥温度下限值。
[0013] 在本发明的实施例中,在该干燥温度下限值下干燥后的极片能满足极片溶剂含量要求,即极片面密度要求,同时尽可能地减少能耗,并防止温度过高对极片质量造成的不良影响。
[0014] 在一实施例中,在所述获取极片样片的面密度测量结果之前,所述方法还包括:
[0015] 获取初始干燥温度;
[0016] 以第一干燥条件对所述极片样片进行干燥,所述第一干燥条件包括:干燥温度为所述初始干燥温度,干燥时长为所述预设时长;在确定经干燥后的所述极片样片未发生干裂时,测量所述极片样片的溶剂含量;
[0017] 以第二干燥条件对所述极片样片进行干燥,所述第二干燥条件包括:干燥温度为所述初始干燥温度+t1,干燥时长为所述预设时长;在确定经干燥后的所述极片样片未发生干裂时,测量所述极片样片的溶剂含量;
[0018] 以第三干燥条件对所述极片样片进行干燥,所述第三干燥条件包括:干燥温度为所述初始干燥温度+t1+t2,干燥时长为所述预设时长;在确定经干燥后的所述极片样片未发生干裂时,测量所述极片样片的溶剂含量;
[0019] 以此类推,直到所述溶剂含量小于预设值,并将该次干燥的干燥温度确定为干燥温度上限值,其中,t1、t2大于0;
[0020] 所述获取极片样片的面密度测量结果,包括:
[0021] 获取在所述干燥温度上限值、所述预设时长下干燥之后的所述极片样片的面密度测量结果。
[0022] 在本发明的实施例中,通过不断提高极片样片的干燥温度以达到极片样片溶剂含量的预设值,该预设值可使极片样片中溶剂含量趋近于0,将达到溶剂含量要求且未发生干裂的极片样片干燥温度确定为极片的干燥温度上限值。在该干燥温度上限值下,所得的极片样片中溶剂含量趋近于0,因此基于此时测得的面密度值所得到的极片样片面密度为极片的箔材和粉料面密度,从而使得基于此时测得的面密度值和最大溶剂含量得到的极片面密度上限值更加精确。
[0023] 在一实施例中,相邻两次所述干燥条件的干燥温度之差相同或逐渐减小。
[0024] 在一实施例中,所述获取在所述干燥温度上限值、所述预设时长下干燥之后的所述极片样片的面密度测量结果,包括:
[0025] 获取在所述干燥温度上限值、所述预设时长下干燥之后的所述极片样片不同区域的面密度测量结果;
[0026] 将所述极片样片不同区域的面密度测量结果的均值确定为所述极片样片的面密度测量结果。
[0027] 在本发明的实施例中,通过获取极片样片不同区域的面密度测量结果,取其均值作为极片样片的面密度测量结果,可提升极片样片的面密度测量结果的精确度。
[0028] 在一实施例中,所述获取面密度测量补偿值,包括:
[0029] 获取所述极片样片的在干燥温度为所述干燥温度上限值且干燥时长达预设时长下干燥后称重及尺寸;
[0030] 根据所述称重及尺寸,确定所述极片样片的标准面密度;
[0031] 根据所述标准面密度及所述面密度测量结果,确定所述面密度测量补偿值。
[0032] 在本发明的实施例中,通过对极片样片进行称重,从而计算得到极片样片的标准面密度,再将面密度测量结果与其进行对比,可对面密度测量结果的误差进行校正,进而使得基于面密度测量结果得到的极片的箔材和粉料面密度更加精确。
[0033] 在一实施例中,所述根据所述面密度测量结果、所述面密度测量补偿值及预设的最大溶剂含量,确定极片面密度上限值,包括:
[0034] 基于式一计算所述极片面密度上限值,
[0035] 式一: 其中,c.w.箔材为极片的箔材面密度,c.w.为所述面密度测量结果,a为所述面密度测量补偿值,%MC为预设的最大溶剂含量。
[0036] 在本发明的实施例中,通过干燥温度上限值下的面密度测量结果和面密度测量补偿值能够得到极片的箔材和粉料的面密度和,再结合极片的最大溶剂含量,从而得到极片面密度上限值。
[0037] 在一实施例中,所述根据所述极片面密度上限值,确定干燥温度下限值,包括:
[0038] 将所述极片样片于低于所述干燥温度上限值的干燥温度T1、设定干燥时长下进行干燥,并获取干燥后的所述极片样片的面密度;
[0039] 若所述干燥温度T1下所得所述极片样片的面密度小于所述极片面密度上限值,取极片样片于低于所述干燥温度T1的干燥温度T2、所述设定干燥时长下进行干燥,并获取干燥后的所述极片样片的面密度;
[0040] 以此类推,直到所述极片样片的面密度等于或大于所述极片面密度上限值,并将所述极片样片的面密度不超过并最接近所述极片面密度上限值的该次干燥的干燥温度确定为干燥温度下限值。
[0041] 在本发明的实施例中,通过不断降低极片样片的干燥温度以达到极片样片的面密度上限值,该面密度上限值即为极片含溶剂量最高值,其对应极片样片干燥的最低温度,从而可得到极片的干燥温度下限值。
[0042] 在一实施例中,相邻两次所述低于所述干燥温度上限值的干燥温度之差相同或逐渐减小。
[0043] 第二方面,本发明的实施例提供了一种干燥机,包括处理器及存储器,所述存储器中存储有计算机可读指令,所述处理器用于调用所述计算机可读指令,以执行上述的温度控制方法。
[0044] 第三方面,本发明的实施例提供了一种存储介质,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时由处理器上述温度控制方法。附图说明
[0045] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0046] 图1是本发明的实施例提供的电池极片干燥温度的获取方法的流程图
[0047] 图2是本发明的实施例提供的干燥机的方框图
[0048] 其中,100干燥机,101处理器,102存储器。

具体实施方式

[0049] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。此外,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下,具体为附图中的图面方向;而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
[0050] 请参阅图1,本申请一实施例提供一种温度控制方法,应用于极片干燥设备,所述方法包括:
[0051] 步骤S1,获取极片样片的面密度测量结果,所述面密度测量结果为所述极片样片在干燥温度为干燥温度上限值且干燥时长达预设时长下干燥后所测得的面密度,所述干燥温度上限值为干燥时使得所述极片样片不发生干裂的临界温度;
[0052] 步骤S2,获取面密度测量补偿值;
[0053] 步骤S3,根据所述面密度测量结果、所述面密度测量补偿值及预设的最大溶剂含量,确定极片面密度上限值;
[0054] 步骤S4,根据所述极片面密度上限值,确定干燥温度下限值;
[0055] 步骤S5,将所述干燥温度设定在所述干燥温度上限值与所述干燥温度下限值之间。
[0056] 需要说明的是,极片样片指涂布后的极片,本发明所用的极片样片为经同样的涂布工序得到的待干燥的极片,同样的涂布工序是指涂布参数相同,例如,模头涂布间隙、浆料速、涂布速度等均相同。溶剂含量是指的极片中溶剂的质量占比。极片的预设的最大溶剂含量为生产需求标准,即生产要求的极片最大溶剂含量,可根据生产需求调整。极片的干燥温度上限值为极片双面干燥下溶剂含量最小且不出现开裂的临界温度。
[0057] 需要说明的是,面密度测量过程易受极片材质、密度等特性的影响,易出现测量结果不准确的问题,通过获取面密度测量补偿值可以修正面密度测量值的准确度。
[0058] 在一实施例中,将所述干燥温度设定为所述干燥温度下限值。
[0059] 可以理解,将干燥温度设定为干燥温度下限值时,更能节省能耗,同时满足极片溶剂含量要求。温和的干燥温度也可以提高极片质量,如极片的剥离电阻、电导率等。
[0060] 在一实施例中,在所述获取极片样片的面密度测量结果之前,所述方法还包括:
[0061] 获取初始干燥温度;
[0062] 以第一干燥条件对所述极片样片进行干燥,所述第一干燥条件包括:干燥温度为所述初始干燥温度,干燥时长为所述预设时长;在确定经干燥后的所述极片样片未发生干裂时,测量所述极片样片的溶剂含量;
[0063] 以第二干燥条件对所述极片样片进行干燥,所述第二干燥条件包括:干燥温度为所述初始干燥温度+t1,干燥时长为所述预设时长;在确定经干燥后的所述极片样片未发生干裂时,测量所述极片样片的溶剂含量;
[0064] 以第三干燥条件对所述极片样片进行干燥,所述第三干燥条件包括:干燥温度为所述初始干燥温度+t1+t2,干燥时长为所述预设时长;在确定经干燥后的所述极片样片未发生干裂时,测量所述极片样片的溶剂含量;
[0065] 以此类推,直到所述溶剂含量小于预设值,并将该次干燥的干燥温度确定为干燥温度上限值,其中,t1、t2大于0;
[0066] 所述获取极片样片的面密度测量结果,包括:
[0067] 获取在所述干燥温度上限值、所述预设时长下干燥之后的所述极片样片的面密度测量结果。
[0068] 需要说明,溶剂含量的预设值为预设的极片样片干燥后的溶剂含量值,在该溶剂含量下,可认为极片中溶剂完全挥发,即此时可认为极片中溶剂含量最小。本发明中溶剂含量的预设值可以为一个范围、也可以为一个数值,例如预设值可为小于等于0.1%,即溶剂百分含量达到小于等于0.1%,即为达到预设值,例如可为0,即溶剂含量为0,即为达到预设值。在一实施例中,相邻两次所述干燥条件的干燥温度之差相同或逐渐减小。
[0069] 可以理解,相邻两次干燥温度之差如t1、t2可以相同,也可以不同。示例性地,相邻两次干燥温度之差相同,例如,可均为0.5℃、0.6℃、0.8℃、1℃、1.5℃或2℃;相邻两次干燥温度之差不同,可先大后小,如先每次增加2℃,增加一定次数(例如,3次)后,再每次增加0.5℃。通过先大跨度升温,后降低跨度的方式,可以使得所确定的干燥温度上限值更趋近于理论值。
[0070] 可以理解,所获取的极片样片的面密度测量结果,可测量获取初始干燥温度过程中得到干燥温度上限值时的极片样片的面密度,也可另取极片样片于干燥温度上限值、预设时长下干燥后得到的极片样片的面密度。
[0071] 需要说明的是,第一干燥条件、第二干燥条件、第三干燥条件等可以同时操作,也可逐次操作,在获得满足干燥温度上限值的干燥温度后,还可进一步操作以获得更精确的值。不同干燥条件如第一干燥条件、第二干燥条件、第三干燥条件下所用的极片样片为非同一极片。
[0072] 在一实施例中,所述获取在所述干燥温度上限值、所述预设时长下干燥之后的所述极片样片的面密度测量结果,包括:
[0073] 获取在所述干燥温度上限值、所述预设时长下干燥之后的所述极片样片不同区域的面密度测量结果;
[0074] 将所述极片样片不同区域的面密度测量结果的均值确定为所述极片样片的面密度测量结果。
[0075] 可以理解,获取极片样片不同区域的面密度测量结果可以通过在极片样片的不同位置处取下多个样品,分别测量面密度值。
[0076] 在一实施例中,所述获取面密度测量补偿值,包括:
[0077] 获取所述极片样片的在干燥温度为所述干燥温度上限值且干燥时长达预设时长下干燥后称重及尺寸;
[0078] 根据所述称重及尺寸,确定所述极片样片的标准面密度;
[0079] 根据所述标准面密度及所述面密度测量结果,确定所述面密度测量补偿值。
[0080] 可以理解,获取极片样片的称重可以通过精确度较高的天平,如分析天平。在一实施例中,所述根据所述面密度测量结果、所述面密度测量补偿值及预设的最大溶剂含量,确定极片面密度上限值,包括:
[0081] 基于式一计算所述极片面密度上限值,
[0082] 式一: 其中,c.w.箔材为极片的箔材面密度,c.w.为所述面密度测量结果,a为所述面密度测量补偿值,%MC为预设的最大溶剂含量。
[0083] 可以理解,c.w.+a为于干燥温度上限值干燥后的极片样片校正后的面密度,包括极片的箔材和粉料的面密度, 为粉料和溶剂的面密度和。
[0084] 在一实施例中,所述根据所述极片面密度上限值,确定干燥温度下限值,包括:
[0085] 将所述极片样片于低于所述干燥温度上限值的干燥温度T1、设定干燥时长下进行干燥,并获取干燥后的所述极片样片的面密度;
[0086] 若所述干燥温度T1下所得所述极片样片的面密度小于所述极片面密度上限值,取极片样片于低于所述干燥温度T1的干燥温度T2、所述设定干燥时长下进行干燥,并获取干燥后的所述极片样片的面密度;
[0087] 以此类推,直到所述极片样片的面密度等于或大于所述极片面密度上限值,并将所述极片样片的面密度不超过并最接近所述极片面密度上限值的该次干燥的干燥温度确定为干燥温度下限值。
[0088] 需要说明的是,设定干燥时长可以与预设时长相同,也可以不同。获取干燥后的所述极片样片的面密度的方式可以为基于面密度测量结果、面密度补偿值及表面积得到,也可以采用称重的方式获得。不同干燥温度如干燥温度T1、干燥温度T2下所用的极片样片为非同一块极片。
[0089] 在一实施例中,相邻两次所述低于所述干燥温度上限值的干燥温度之差相同或逐渐减小。
[0090] 可以理解,相邻两次干燥温度之差如T1‑T2之差,可以相同,也可以不同。示例性地,相邻两次干燥温度之差相同,例如,可均为0.5℃、0.6℃、0.8℃、1℃、1.5℃或2℃;相邻两次干燥温度之差不同,可先大后小,如先每次降低2℃,降低一定次数(例如,3次)后,再每次降低0.5℃。通过先大跨度降温,后降低跨度的方式,可以使得所确定的干燥温度下限值更趋近于理论值。
[0091] 需要说明的是,干燥温度T1、干燥温度T2等可以同时操作,也可逐次操作,在获得满足干燥后的极片样片的面密度等于或大于极片面密度上限值的干燥温度后,还可进一步操作以获得更精确的值。
[0092] 第二方面,请参阅图2,本发明的实施例提供了一种干燥机100,包括处理器101及存储器102,所述存储器102中存储有计算机可读指令,所述处理器101用于调用所述计算机可读指令,以执行上述的温度控制方法。
[0093] 第三方面,本发明的实施例提供了一种存储介质,所述存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时由处理器上述温度控制方法。
[0094] 以上对本发明实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。