CN104282884A - 一种利用等离子去除锂电池电极片铝屑的处理工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用等离子去除锂电池电极片铝屑的处理工艺及装置，该处理工艺包括：a、将分切好的锂电池电极片竖直放置在一密封的刻蚀腔体内的转盘上；b、通过抽气装置将刻蚀腔体抽至真空状态；c、通过气体进口向刻蚀腔体内通入刻蚀气体，由射频源将通入的刻蚀气体激发成等离子体来对锂电池电极片的分切断面进行刻蚀；d、通过抽气装置将刻蚀掉的物质吸走并排放掉，然后从通入氧气。本发明通过射频源对刻蚀气体进行激活成等离子体，利用等离子体对锂离子电极片的分切断面上的铝屑进行刻蚀处理，产生的等离子体在电极片的负偏压电源作用下，高速轰击锂离子电极片的边缘并产生刻蚀效果，来达到去除电极片边缘铝屑的目的。

Description

一种利用等离子去除锂电池电极片铝屑的处理工艺及装置
【技术领域】
本发明涉及一种锂电池电极片的处理工艺，特别涉及一种利用等离子去除锂电池电极片铝屑的处理工艺。
【背景技术】
金属在剪切的过程中会产生很多金属屑，这些金属屑可能与基材镶边或脱离开来，在锂离子生产工序中，涂布后的极片在分切时，边缘会产生很多铝屑，尺寸多数分布在10微米左右，这些铝屑直接影响到极片卷绕的质量，因为铝屑会将两极片中间的隔膜刺穿，造成两极短路，导致漏电。由于以往隔膜的厚度多在20微米至30微米甚至更厚，隔膜的厚度远远大于铝屑的长度，所以铝屑的问题并没有显现出来，随着科技的发展，为了提高锂电池单位体积内的容电量，正负极之间的隔膜会越来越薄，现在有的已达6微米厚甚至更薄，而随着隔膜越来愈薄，铝屑刺穿正负极片之间的隔膜的可能性越来越大，导致电池的自放电或者是充电出现安全隐患。铝屑的问题，现已成为制约动力电池大规模应用的一大瓶颈，同时也延缓了电动汽车推广的日程，所以，研究怎样有效清除铝屑，有着重大的使用意义，由于这种铝屑的尺寸在微米级，是精密机械加工打来的副产物，目前在用任何机械的方法都不能快速有效的除掉。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用等离子去除锂电池电极片铝屑的处理工艺及装置，其是通过等离子体对电极片的沾边铝屑进行刻蚀从而达到去除铝屑的目的的。
本发明的目的是这样实现的：
一种利用等离子去除锂电池电极片铝屑的处理工艺，所述处理工艺包括如下步骤
a、将分切好的锂电池电极片竖直放置在一密封的刻蚀腔体内，所述刻蚀腔体的一端设置有激发电极，所述激发电极与射频源连接，所述刻蚀腔体的该端上还设置有一气体进口；
b、使所述刻蚀腔体与一抽气装置连接，通过抽气装置将刻蚀腔体抽至真空状态；
c、通过气体进口向刻蚀腔体内通入刻蚀气体，同时开启所述射频源，激发电极将通入的刻蚀气体激发成等离子体，等离子体对锂电池电极片的分切断面进行刻蚀，将分切断面上的保护膜及沾边的铝屑刻蚀掉；
d、开启抽气装置，将刻蚀掉的物质吸走并排放到刻蚀腔体外部，然后从气体进口内通入氧气，并通过射频源将氧气激发成氧离子，使氧离子快速将锂电池电极片裸露在外的铝氧化掉，形成三氧化铝保护膜。
上述步骤中，所述刻蚀腔体内设置有一转盘，所述锂电池电极片竖直设置在转盘上，所述转盘连接有一负偏压电源。
上述步骤中，所述激发电极由陶瓷管和缠绕在陶瓷管上的螺线管组成，所述螺线管与所述射频源连接。
上述步骤中，所述射频源的频率为13.56MHz。
上述步骤中，所述抽气装置包括有分子泵和机械泵。
本发明还提供一种利用等离子去除锂电池电极片铝屑的装置，其改进之处在于：包括密封的刻蚀腔体，所述刻蚀腔体内设置有一用于放置锂电池电极片的转盘，所述转盘与一负偏压电源连接；所述刻蚀腔体的一端上设置有激发电极，所述激发电极与射频源连接，该端上还设置有一用于供刻蚀气体通入的气体进口；所述刻蚀腔体的另一端上设置有用于将刻蚀腔体抽至真空状态的抽气装置。
上述装置中，所述激发电极由陶瓷管和缠绕在陶瓷管上的螺线管组成，所述螺线管与所述射频源连接。
上述装置中，所述气体进口位于陶瓷管内的一端上，所述陶瓷管的另一端正对着转盘的上方。
与现有技术相比，本发明提供的去除锂离子电极片铝屑的处理工艺及装置，通过射频源对刻蚀气体进行激活成等离子体，利用等离子体对锂离子电极片的分切断面上的铝屑进行刻蚀处理，产生的等离子体在电极片的负偏压电源作用下，高速轰击锂离子电极片的边缘并产生刻蚀效果，来达到去除电极片边缘铝屑的目的，避免铝屑刺穿正负电极片之间的隔膜而造成短路的安全隐患；同时，由于锂离子电极片是放置在转盘上的，可由转盘带动其360度转动，达到全面刻蚀效果。
【附图说明】
图1为本发明利用等离子去除锂电池电极片铝屑的装置的结构示意图；
图2为现有锂电池电极片经分切之后的断面放大照片；
图3为锂电池电极片经过本发明等离子刻蚀处理后的断面放大照片。
【具体实施方式】
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步描述：
结合图1所示，本发明利用等离子去除锂电池电极片铝屑的装置的结构示意图，其包括密封的刻蚀腔体1，所述刻蚀腔体1内设置有一用于放置锂电池电极片2的转盘11，所述转盘11与一负偏压电源7连接；所述刻蚀腔体1的一端上设置有激发电极3，所述激发电极3与射频源6连接，该端上还设置有一用于供刻蚀气体通入的气体进口4；所述刻蚀腔体1的另一端上设置有用于将刻蚀腔体1抽至真空状态的抽气装置5。
较佳的，所述激发电极3由陶瓷管31和缠绕在陶瓷管31上的螺线管32组成，所述螺线管32与所述射频源6连接，所述射频源6的频率为13.56MHz；所述气体进口4位于陶瓷管31内的一端上，所述陶瓷管31的另一端正对着转盘11的上方（即锂电池电极片2的放置位置）。
本发明利用等离子去除锂电池电极片铝屑的处理工艺，所述处理工艺包括如下步骤：
a、将分切好的锂电池电极片竖直放置在一密封的刻蚀腔体内，所述刻蚀腔体的一端设置有激发电极，所述激发电极与射频源连接，所述刻蚀腔体的该端上还设置有一气体进口；较佳的，所述刻蚀腔体内设置有一转盘，所述锂电池电极片竖直设置在所述转盘上，所述转盘连接有一负偏压电源；所述激发电极由陶瓷管和缠绕在陶瓷管上的螺线管组成，所述螺线管与所述射频源连接。
b、使所述刻蚀腔体与一抽气装置连接，通过抽气装置将刻蚀腔体抽至真空状态；较佳的，抽气装置包括有分子泵和机械泵，通过分子泵和机械泵相结合进行抽吸，能使刻蚀腔体在很短的实际内达到高真空度（0.007Pa），在这种高真空度中更有利于等离子的产生。
c、通过气体进口向刻蚀腔体内通入刻蚀气体，同时开启所述射频源，所述射频源的频率为13.56MHz，刻蚀气体从陶瓷管的一端射入，从另一端射出进入刻蚀腔体内，同时射频源将穿过的刻蚀气体激发成等离子体，等离子体对锂电池电极片的分切断面进行刻蚀，于此同时，锂电池电极片上受到一负偏压电源，提高了等离子体的轰击能量，使产生的等离子体高速轰击电极片及其切边，将分切断面上的保护膜及沾边的铝屑刻蚀掉；较佳的，本发明中通入的刻蚀气体是氯气和三氯化硼的混合气体，三氯化硼所产生的离子能将锂电池电极片表面薄薄一层的氧化铝膜给轰击掉，让电极片的铝裸露出来，然后氯气与铝进行反应，生成可挥发物三氯化铝；同时，转盘可带动放置其上的锂离子电极片360度旋转，使得刻蚀气体可对锂离子电极片的两面进行全面刻蚀。
d、开启抽气装置，将氯离子与三氯化硼离子所刻蚀掉的物质吸走并排放到刻蚀腔体外部，避免对锂电池电极片产生二次污染，然后从气体进口内通入氧气，并通过射频源将氧气激发成氧离子，使氧离子快速将锂电池电极片裸露在外的铝氧化掉，形成三氧化铝保护膜，至此就完成了去除锂电池电极片上铝屑的处理工艺。
如图2所示，为现有锂电池电极片经分切之后的断面放大照片，从图2中可以很明显的看到，现有锂电池电极片经分切后，其分切断面的边缘产生了很多的金属铝屑，而正是这些铝屑容易刺穿正负极片之间的隔膜而导致短路，使锂电池出现安全隐患；在参照图3所示，图3为锂电池电极片经过本发明等离子刻蚀处理后的断面放大照片，将图3和图2对比，可以看到图3中的电极片边缘的金属铝屑已经没有了，说明本发明有效的利用了等离子体对锂离子电极片的铝屑进行刻蚀处理，有效的达到了去除电极片边缘铝屑的目的。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种利用等离子去除锂电池电极片铝屑的处理工艺，其特征在于：所述处理工艺包括如下步骤
a、将分切好的锂电池电极片竖直放置在一密封的刻蚀腔体内，所述刻蚀腔体的一端设置有激发电极，所述激发电极与射频源连接，所述刻蚀腔体的该端上还设置有一气体进口；
b、使所述刻蚀腔体与一抽气装置连接，通过抽气装置将刻蚀腔体抽至真空状态；
c、通过气体进口向刻蚀腔体内通入刻蚀气体，同时开启所述射频源，激发电极将通入的刻蚀气体激发成等离子体，等离子体对锂电池电极片的分切断面进行刻蚀，将分切断面上的保护膜及沾边的铝屑刻蚀掉；
d、开启抽气装置，将刻蚀掉的物质吸走并排放到刻蚀腔体外部，然后从气体进口内通入氧气，并通过射频源将氧气激发成氧离子，使氧离子快速将锂电池电极片裸露在外的铝氧化掉，形成三氧化铝保护膜。
2.根据权利要求1所述的利用等离子去除锂电池电极片铝屑的处理工艺，其特征在于：所述刻蚀腔体内设置有一转盘，所述锂电池电极片竖直设置在转盘上，所述转盘连接有一负偏压电源。
3.根据权利要求1或2所述的利用等离子去除锂电池电极片铝屑的处理工艺，其特征在于：所述激发电极由陶瓷管和缠绕在陶瓷管上的螺线管组成，所述螺线管与所述射频源连接。
4.根据权利要求1所述的利用等离子去除锂电池电极片铝屑的处理工艺，其特征在于：所述射频源的频率为13.56MHz。
5.根据权利要求1所述的利用等离子去除锂电池电极片铝屑的处理工艺，其特征在于：所述抽气装置包括有分子泵和机械泵。
6.一种利用等离子去除锂电池电极片铝屑的装置，其特征在于：包括密封的刻蚀腔体，所述刻蚀腔体内设置有一用于放置锂电池电极片的转盘，所述转盘与一负偏压电源连接；所述刻蚀腔体的一端上设置有激发电极，所述激发电极与射频源连接，该端上还设置有一用于供刻蚀气体通入的气体进口；所述刻蚀腔体的另一端上设置有用于将刻蚀腔体抽至真空状态的抽气装置。
7.根据权利要求6所述的利用等离子去除锂电池电极片铝屑的装置，其特征在于：所述激发电极由陶瓷管和缠绕在陶瓷管上的螺线管组成，所述螺线管与所述射频源连接。
8.根据权利要求7所述的利用等离子去除锂电池电极片铝屑的装置，其特征在于：所述气体进口位于陶瓷管内的一端上，所述陶瓷管的另一端正对着转盘的上方。
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