锂铁电池的正极电极材料的烘干方法技术

本发明专利技术提供了一种锂铁电池的正极电极材料的烘干方法，包括：a）将正极电极材料放入设置有内循环风扇的烘干室内；b）对烘干室抽真空；c）向烘干室内通入保护气体；d）对烘干室进行加热和抽真空，使烘干室的温度升高至预定温度，压力值降至预定压力值，其中预定温度为120-300oC，预定压力值小于等于20Torr；e）在预定压力值和预定温度下，对正极电极材料进行烘烤，在烘烤过程中使内循环风扇旋转；以及f）冷却后取出正极电极材料。根据本发明专利技术的烘干方法，可以有效降低正极电极材料中的水分含量，各正极电极材料的总水含量低于1400ppm，甚至低于1000ppm，并能够确保各正极电极材料之间干燥程度的稳定性，进而提高了电池的安全性和使用寿命。

Drying method of positive electrode material for lithium iron battery

The present invention provides a method of drying, the positive electrode material of a lithium iron battery includes: a) the positive electrode material is arranged in the drying chamber in the circulating fan; b) of the drying chamber vacuum; c) protective gas is fed into the drying chamber; d) heating and vacuum pumping to the drying chamber the drying room temperature to a predetermined temperature, the pressure decreased to a predetermined pressure value, wherein the predetermined temperature is 120-300oC, a predetermined pressure value is less than or equal to 20Torr; E) at a predetermined pressure value and a predetermined temperature, baking the positive electrode material, the internal circulating fan rotation in the baking process; and F) after cooling remove the positive electrode material. According to the drying method of the invention can effectively reduce the moisture content of the positive electrode material, the total water content of each positive electrode material is less than 1400ppm, even lower than 1000ppm, and can ensure the stability of the positive electrode material drying degree, thus improving the safety and service life of the battery.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学电源
，特别涉及一种。
技术介绍
在电池行业，锂铁电池由于具有能量密度高、电压高、工作温度范围宽、寿命长等 优点，已受到越来越多人的关注与重视。在过去的十几年中，锂铁电池已经在一次(不可充 电)和二次(可充电)电池市场中占据了主导地位，被广泛应用于移动电话、笔记本电脑以及 数码相机等便携式电子设备中。其中锂铁电池的正极极片是锂铁电池的重要组成部分，是 锂铁电池的核心。目前，生产正极极片需要进行粉浆、涂布、烘干、碾压和剪切等工序，其中，涂布后 的烘干工艺是关键工序。传统的烘干工艺通常是将涂布有正极活性材料的金属箔(即正极 电极材料)放置在烘干室内，将烘干室内的真空度抽至20-40ΤΟΠ·，并加热至100-150°C。在 烘干过程中，保持恒温恒真空度的状态下烘烤15-M小时。然后，待烘干室内的温度冷却至 室温后取出正极电极材料。经上述处理后，由于烘干过程中从正极电极材料中蒸发出来的水分无法及时排 出，因此，烘干后的正极电极材料中水分含量难以保证达到较低水平。通常，正极电极材料 中水分的总含量(以下简称为总水含量)在1500ppm以上，并且各电极之间的水分含量波动 很大，其中，PPm表示一百万份质量的电极中所含水分的质量正极电极材料。此外，当对大 量正极电极材料进行烘干时，由于增大了烘干空间，传统烘干工艺就很难满足对烘干后的 正极电极材料中水分含量的均勻性和稳定性的要求。锂铁电池产品自身的特殊性使得对其内部的电极的水分含量有很高的要求，这 样，才能保证电池自身安全和满足关键的性能要求。此外，电极内的总水含量较高并且不同 电极之间的总水含量波动较大，会严重影响锂铁电池产品品质的均勻性和使用寿命。因此，需要一种新的烘干方法，以解决上述问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进 一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的 关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了降低烘干后电极表面的水分含量，本专利技术提出了一种锂铁电池的正极电极 材料的烘干方法，包括a)将正极电极材料放入设置有内循环风扇的烘干室内；b)对所 述烘干室抽真空；c)向所述烘干室内通入保护气体；d)对所述烘干室进行加热和抽真 空，使所述烘干室的温度升高至预定温度，压力值降至预定压力值，其中所述预定温度为 120-300°C，所述预定压力值小于等于20Τοπ· ；e)在所述预定压力值和所述预定温度下，对 所述正极电极材料进行烘烤，在所述烘烤过程中使所述内循环风扇旋转；以及f)冷却后取出所述正极电极材料。优选地，所述d)步骤为以下三种方式之一将所述烘干室加热至所述预定温度， 然后对所述烘干室抽真空至预定压力值；对所述烘干室抽真空至预定压力值，然后将所述 烘干室加热至所述预定温度；或者同时加热和抽真空，使所述烘干室具有所述预定温度和 所述预定压力值。优选地，所述e)步骤包括至少两个烘烤工序，所述烘烤工序均在所述预定压力值 和所述预定温度下实施，且任意两个烘烤工序之间均设置有回压工序，所述回压工序是通 入保护气体使烘干室内的压力上升至回压压力值，并保持预定的保压时间。优选地，所述回压压力值为500-700Torr。优选地，所述保压时间为5-20分钟。优选地，每个所述烘烤工序的烘烤时间为0. 5-3小时。优选地，每个所述烘烤工序的烘烤时间为1-2小时。优选地，所述e)步骤中所述烘烤时间为3-12小时。优选地，所述烘烤时间为5-9小时。优选地，b)步骤中对所述烘干室抽真空至第一压力值，所述第一压力值小于等于 20Torr。优选地，所述第一压力值小于等于8Torr。优选地，c)步骤中向所述烘干室通入保护气体至第二压力值，所述第二压力值为 600-800 !^优选地，所述预定温度为200_300°C。优选地，所述预定压力值小于或等于IOTorr。优选地，所述冷却步骤为向所述烘干室内注入所述保护气体使所述烘干室的压 力值恢复至常压；在所述烘干室的夹套内注入压缩空气进行冷却；以及当所述烘干室内的 温度降至100°c以下时，向所述夹套内注入冷却水。根据本专利技术的烘干方法，可以有效降低正极电极材料中的水分含量，各正极电极 材料的总水含量低于1400ppm，甚至低于lOOOppm，并能够确保各正极电极材料之间干燥程 度的稳定性，进而提高了电池的安全性和使用寿命。此外，本专利技术的烘干方法通过回压工序 向烘干室内通入保护气体，可以使从正极电极材料中蒸发出来的水分被及时排出，因此，可 以有缩短烘烤时间，节约成本，并保证正极电极材料的安全。本专利技术的烘干方法中单批次处 理时间通常可以控制在M小时以下，并且可以大批量烘干正极电极材料，因此具有较高的 效率。具体实施例方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然 而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以 实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进 行描述。本专利技术提出一种，具体包括以下步骤 步骤1，将正极电极材料放入设置有内循环风扇的烘干室内。将待烘干的正极电极材料通过承料小车推入烘干室内。在烘干室内放置待烘干的正极电极材料时，需保持正极电极 材料之间留下一定空间，以便于蒸发出来的水分充分交换和排出。每批正极电极材料的处 理量与很多因素有关，例如，烘干室的内腔容量。本专利技术的方法适用于各种烘干室，并且适 用于每批正极电极材料的各种处理量，尤其适用于烘干大批量的正极电极材料。举例来说， 当正极电极材料成卷放置，并且正极电极材料宽度范围为5-80mm，外径最大为600mm时，采 用本专利技术的方法可以一次烘干质量为400-500kg的正极电极材料，甚至更多，只要烘干室 的内腔容量允许。步骤2，对烘干室抽真空。作为示例，可以采用机械泵或分子泵等常用的抽真空装 置，对该烘干室进行抽真空处理，使烘干室的压力值降至第一压力值。为了减少烘干室内空 气的残留量，提高对正极电极材料的保护效果，该第一压力值可以小于等于20ΤΟΠ·。优选 地，使第一压力值可以小于等于STorr，以进一步提高对正极电极材料的保护效果。步骤3，向烘干室内通入保护气体，使该烘干室内的压力值升至第二压力值。由于 随后对正极电极材料烘烤的过程需采用高温，因此通入保护气体以防止正极电极材料在烘 烤过程中被氧化而影响其化学性能。所通入的保护气体可以为氮气，以及例如氦气和氩气 的惰性气体中的至少一种。考虑到对正极电极材料的保护效果和保护气体的成本，优选的 保护气体为氮气。优选地，第二压力值为600-800ΤΟΠ·，这样一方面可以保证空气所占百分 比较低，另一方面避免通入过多的保护气体而导致气体的浪费和工艺时间的延长。步骤4，对烘干室进行加热和抽真空，使烘干室的温度升高至预定温度，压力值降 至预定压力值。具体地，该步骤可以采用以下三种实施方式之一将烘干室加热至预定温 度，然后对烘干室抽真空至预定压力值；对烘干室抽真空至预定压力值，然后将烘干室加热 至预定温度；或者同时加热和抽真空，使烘干室具有预定温度和预定压力值。优选地，采用 第一种方式，即将烘干室内温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种锂铁电池的正极电极材料的烘干方法，包括：ａ）将正极电极材料放入设置有内循环风扇的烘干室内；ｂ）对所述烘干室抽真空；ｃ）向所述烘干室内通入保护气体；ｄ）对所述烘干室进行加热和抽真空，使所述烘干室的温度升高至预定温度，压力值降至预定压力值，其中所述预定温度为１２０－３００ｏＣ，所述预定压力值小于等于２０Ｔｏｒｒ；ｅ）在所述预定压力值和所述预定温度下，对所述正极电极材料进行烘烤，在所述烘烤过程中使所述内循环风扇旋转；以及ｆ）冷却后取出所述正极电极材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张清顺，叶永锋，常海涛，赵洋，
申请(专利权)人：福建南平南孚电池有限公司，
类型：发明
国别省市：35