CN100442575C - 锂离子电池极片的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池极片的制作方法，是在涂布机机头的宽度方向上，按照极片的设计参数设置浆料槽，在浆料槽中设置挡料板，通过挡料板将浆料槽分隔成敷料段和无料段，在敷料段中加入浆料，在无料段中不加入浆料，放入箔带开机连续涂布，得到无料空白区沿走带方向延伸的极片。本发明开创性的采用了“纵向涂布”的方法，沿箔带的走带方向生成极片的无料空白区，具有：自动留白，无须刮片；连续涂布，效率高且极片厚度均匀一致等优点。

Description

锂离子电池极片的制作方法

【技术领域】

本发明涉及锂离子电池制造领域，具体涉及一种锂离子电池极片的制作方法。

【背景技术】

自1980年提出“摇椅电池”(RCB)的概念后，日本索尼公司和三洋公司分别于1985年和1988年开始了锂离子二次电池实用化研究，由于锂离子二次电池具有工作电压高、比能量大、自放电小、应用温度范围宽、工作电压平稳、贮存寿命长等突出特点，世界各国均对锂离子二次电池在通讯领域、便携式电子产品、电动车、和航天航空等方面的应用表示出极大的兴趣和热情，并且针对锂离子二次电池的性能及制造工艺进行了不断的探索和改进。

近些年来，锂离子电池制造技术有了很大进步，使得例如型号为18650的圆柱电池的容量，从最初的1200mAh提高到目前的2400mAh。但在一些看似细节，实际上却很大程度上影响着电池整体成品率和质量的问题上却仍有待改进。例如，在极片制造的浆料涂布工序中，目前大部分公司都沿用传统的涂布工艺，该工艺将制备好的浆料连续均匀的涂在整卷集流体(铝箔或铜箔等)上，然后烘烤除掉溶剂。该工艺具有以下缺点：制造的极片需刮片(所谓刮片就是将极片上一定长度上的涂覆层刮去，形成一段空白区域)，费时费力；且极片容易掉粉，造成电池微短路。为避免上述缺陷，目前又出现了较为先进的间歇式涂布方法，其涂布方式如图1所示，是根据极片设计在涂布过程中由涂布机自动留出与涂布宽度方向平行的空白部分，图1中箭头方向为箔带走带方向，白色部分为未涂料空白区，灰色部分为涂料区。当涂布辊与背辊接触时，浆料就粘附在箔带上；涂布辊与背辊离开时，就可以产生空箔区，即间距。这样的涂布方式省去了传统刮片的过程，但仍存在以下几点缺点：1)在背辊与涂布辊刚接触处，会产生浆料的堆积，使极片的厚度偏厚20～30微米；2)由于机器本身的反应需要一定的时间，背辊与涂布辊离开处，会产生浆料的拖尾，使极片偏薄。因此极片的厚度一致性较差。这是这种涂布方式所固有的缺陷。3)由于机器的稳定性，会使间距产生变化，在涂第二面的时候，敷料无法完全准确的对位。

【发明内容】

本发明的目的在于针对以上涂布方法的不足之处，提供一种既可不必刮片又可保证极片厚度一致的连续涂布方法。

为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种锂离子电池极片的制作方法，包括涂布的步骤和切片的步骤：

所述涂布的步骤是指：在涂布机机头的宽度方向上，按照极片的设计参数设置浆料槽，在浆料槽中设置挡料板，通过挡料板将浆料槽分隔成敷料段和无料段，在敷料段中加入浆料，在无料段中不加入浆料，放入箔带开机连续涂布，使得无料空白区沿走带方向延伸；

所述切片的步骤是指：根据所需极片的宽度横向剪切涂布后的箔带，制得端部具有无料空白区的极片。

采用上述技术方案，结合下面将要详述的实施例，本发明有益的技术效果在于：

1)本发明开创性的采用了“纵向涂布”的方法，沿箔带的走带方向生成极片的无料空白区。这种方法充分结合了现有两种涂布方法的优点：自动留白，无须刮片；连续涂布，效率高且极片厚度均匀一致。并且与现有的“横向涂布”间歇式方法相比，本发明是在机头上进行敷料段和无料段的间隔设置，按极片参数调整好间隔后在整个涂布过程中都不需要改变，由于是静态设置具有良好的稳定性，能够精确控制极片上各区段的位置，避免“横向涂布”容易出现的间距变化，以及由此引起的极片正反面对位问题。此外，采用现有的“横向涂布”间歇式方法得到的极片，则既需要沿长度方向切片又需要沿宽度方向切片，图1中虚线即表示该种方式涂布后极片的切片位置；而采用本发明方法涂布好的极片，一般只需要沿长度方向进行切片即可，进一步提高了生产效率。

2)采用在机头的浆料槽中放置挡料板进行分隔的方式来实现敷料段和无料段的间隔设置，使得只需要对现有涂布机进行极其简单的改进就可以用于本发明涂布方法的实现。现有涂布机浆料槽中只设置有两块挡料板，用于根据箔带的宽度来控制涂布的范围，按本发明结构增加挡料板后，就能够经济而方便的进行“纵向涂布”，同时还具有调节灵活精确的优点。

下面通过具体实施方式并结合附图对本发明作进一步的详细说明。

【附图说明】

图1是现有间歇涂布方式示意图。

图2是本发明涂布方式示意图。

图3是浆料槽隔板设置示意图。

【具体实施方式】

本发明提供了一种在锂电池极片的涂布工艺中，既能进行连续涂布又能产生自动留白(即极片集流体表面有的地方不涂附活性物质)的方法。其关键点在于，改变常规“横向涂布”(即留白区域平行于涂布宽度方向而垂直于走带方向)的操作方式，使留白区域由机头上的无料段自动生成，并沿箔带走带方向延伸。本发明所采用的技术方案是，在涂布机机头的宽度方向上，按照极片的设计参数间隔设置敷料段和无料段，放入箔带开机连续涂布，得到无料空白区沿走带方向延伸的极片。所述敷料段和无料段的间隔设置可以采用这样的方法，在涂布机机头的浆料槽中设置挡料板将其宽度分隔为多段，按照极片设计参数调节挡料板相距宽度及位置，在对应敷料段的部分中添加浆料，在对应无料段的部分中不添加浆料。这样就能在集流体箔带表面准确连续的留白。本发明所提供的这种间隔设置方法和结构非常适用于对现有涂布机进行改进以实施本发明涂布方法，这种方式对于新技术的快速推广是十分有利的。当然，也可以通过对涂布机机头进行新的设计来实现本发明，包括采用多个独立的浆料槽等，只要其采用了纵向涂布，沿走带方向留白的方式，都应视为在本发明方法的保护范围之内。

下面以053450A1铝壳正极片正面涂布为例来具体说明本发明的实现。

如图3所示，在浆料槽1中设置5个挡料板R(也可以是4个，图3中最左边的那个挡料板可不必设置，图中设置是为了表明箔带的宽度)，段B、D为敷料段，宽度分别为418mm、11mm，在其中加入浆料；段A、C为无料段，宽度分别为36mm、22mm，其中不加浆料。放入集流体箔带L，其宽度为487mm，启动涂布机进行涂布。涂布结果如图2所示，图2中箭头方向为箔带走带方向，白色部分为未涂料空白区，灰色部分为涂料区，虚线表示涂布后极片的切片位置，即：横向剪切涂布后的箔带，制得端部具有无料空白区的极片。

由于各电池型号不同，所用极片长度及所要求留白的宽度和位置不同，可以通过选用不通宽度的箔和调节挡料板的位置来得以实现。

Claims (1)

1、一种锂离子电池极片的制作方法，包括涂布的步骤和切片的步骤，其特征是：

所述涂布的步骤是指：在涂布机机头的宽度方向上，按照极片的设计参数设置浆料槽，在浆料槽中设置挡料板，通过挡料板将浆料槽分隔成敷料段和无料段，在敷料段中加入浆料，在无料段中不加入浆料，放入箔带开机连续涂布，使得无料空白区沿走带方向延伸；

所述切片的步骤是指：根据所需极片的宽度横向剪切涂布后的箔带，制得端部具有无料空白区的极片。

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