CN107123785A - 极片补锂系统 - Google Patents

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黄莹
秦猛
王亚超
高焕
方宏新
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Abstract

本发明提供了一种极片补锂系统，其对极片进行补锂，极片未补锂的部分定义为未补锂极片，所述极片具有极耳。其中，极片补锂系统包括补锂装置。补锂装置包括：接地电极，电连接于极片的极耳，以使未补锂极片持续接地并作为正电极；锂粉供给机构，向未补锂极片喷射锂粉；以及静电发生机构，作为与所述正电极电极性相反的负电极，通过静电效应使向未补锂极片喷射的锂粉带负电，从而使带负电的锂粉由于静电力作用而吸附在作为正电极的未补锂极片上。在根据本发明的极片补锂系统中，所述的这种补锂工艺简单，实现了连续在线生产，提高了补锂效率。

Description

极片补锂系统
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种极片补锂系统。
背景技术
石油、天然气、煤等传统化石能源引起的环境污染问题日益严峻，近年来的雾霾天气也严重影响着人民的健康，汽车排放的尾气对雾霾等环境问题有着重要影响，对石油使用量占石油总使用量的1/3，因此倡导低碳环保型的新型车载能源成为解决诸多环境问题的重要措施之一。相比于传统的锂电池、镍镉电池等，锂离子电池因其具有高能量密度、低自放电、长循环使用寿命、环保等优点已大量应用于便携式电子产品领域，但是应用于汽车动力领域，要求使用寿命达到8年甚至更长，因此长使用寿命是锂离子动力电池还需要进一步突破的技术之一。
补锂工艺是指在负极的表面先预设一层锂金属，然后与正极、隔离膜进行装配的工艺。补锂工艺的作用是补充电池首次充放电过程中形成SEI膜的锂、不可逆嵌入负极的锂及其他损耗的锂，以提高电池的首次库仑效率，并最终延长电池的使用寿命。
补锂工艺的实现方法多种多样，如于2014年1月29日公布的中国专利文献CN201310461257.2提供的补锂装置，只能实现单面补锂，效率较低；发明专利CN201210350770.X提供的“湿法补锂”，采用有机锂溶液喷洒到极片表面，然后干燥，该方法量产应用时，车间安全问题难以控制，还易引起极片的微孔结构改变，从而影响电池的最终性能；发明专利CN201210237240.4提供的补锂装置，为单面静电补锂，补锂效率低，其静电补锂方式非极片本身通电，所以补锂时大多数锂粉会吸附到正极板上，而吸附到极片表面的量较少，且不均匀；发明专利CN201510420680.7提供的补锂装置，先将极片化成，然后干燥再与阴极极片及隔膜进行装配，该种方法难以实现连续在线生产，效率较低。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种极片补锂系统，其工艺简单，能实现连续在线生产，提高了补锂效率。
本发明的另一个目的在于提供一种极片补锂系统，其能同时对未补锂极片的两面进行均匀补锂，且不受未补锂极片表面的特殊结构(如凸点或纹理)的影响。
为了实现上述目的，本发明提供了一种极片补锂系统，其对极片进行补锂，极片未补锂的部分定义为未补锂极片，所述极片具有极耳。其中，极片补锂系统包括补锂装置。补锂装置包括：接地电极，电连接于极片的极耳，以使未补锂极片持续接地并作为正电极；锂粉供给机构，向未补锂极片喷射锂粉；以及静电发生机构，作为与所述正电极电极性相反的负电极，通过静电效应使向未补锂极片喷射的锂粉带负电，从而使带负电的锂粉由于静电力作用而吸附在作为正电极的未补锂极片上。
本发明的有益效果如下：
在根据本发明的极片补锂系统中，补锂装置的接地电极电连接于极片的极耳，并保证未补锂极片持续接地以作为正电极，而补锂装置的静电发生机构作为负电极，从而由于静电效应使通过锂粉供给机构使向未补锂极片喷射的锂粉带负电，进而带负电的锂粉由于静电力作用而吸附在未补锂极片上。这种极片补锂系统工艺简单，实现了连续在线生产，提高了补锂效率。
附图说明
图1是根据本发明的极片补锂系统的整体示意图；
图2是图1中的未补锂极片的局部示意图，示出了未补锂极片的极耳与接地电极的连接关系。
其中，附图标记说明如下：
1补锂装置 2上料装置
11接地电极 21上料动力源
12锂粉供给机构 22放卷纠偏控制器
121锂粉供给管 3下料装置
122动力管 31下料动力源
123锂粉储存罐 32收卷纠偏控制器
13静电发生机构 4张力机构
131导电喷杯 5辊压装置
132静电发生器 6测厚装置
133放电电极 P1未补锂卷料
14补锂室 P11未补锂极片
15锂粉回收机构 P2已补锂卷料
P21已补锂极片
T极耳
具体实施方式
下面参照附图来详细说明根据本发明的极片补锂系统。
参照图1和图2，根据本发明的极片补锂系统，其对极片进行补锂，极片未补锂的部分定义为未补锂极片P11，所述极片具有极耳T。其中，极片补锂系统包括补锂装置1。补锂装置1包括：接地电极11，电连接于极片的极耳T，以使未补锂极片P11持续接地并作为正电极；锂粉供给机构12，向未补锂极片P11喷射锂粉；以及静电发生机构13，作为与所述正电极电极性相反的负电极，通过静电效应使向未补锂极片P11喷射的锂粉带负电，从而使带负电的锂粉由于静电力作用而吸附在作为正电极的未补锂极片P11上。
在根据本发明的极片补锂系统中，补锂装置1的接地电极11电连接于极片的极耳T，并保证未补锂极片P11持续接地以作为正电极，而补锂装置1的静电发生机构13作为负电极，从而由于静电效应使通过锂粉供给机构12使向未补锂极片P11喷射的锂粉带负电，进而带负电的锂粉由于静电力作用而吸附在未补锂极片P11上。这种极片补锂系统工艺简单，实现了连续在线生产，提高了补锂效率。
根据本发明的极片补锂系统，在一实施例中，参照图1，补锂装置1可为两个，分别设置在面向未补锂极片P11的两面，以同时在未补锂极片P11的两面进行补锂。本发明的极片补锂系统的这种补锂方式补锂均匀，且不受未补锂极片P11表面的特殊结构(如凸点或纹理)的影响。
在一实施例中，参照图1，静电发生机构13可包括：导电喷杯131，接收锂粉供给机构12喷出的锂粉；静电发生器132，电连接于导电喷杯131和外部高压电源(未示出)；以及放电电极133，设置在导电喷杯131上，以输出在外部高压电源、静电发生器132与导电喷杯131之间产生的负电荷，从而使经由导电喷杯131喷出的锂粉带负电。
在一实施例中，参照图1，锂粉供给机构12可包括：锂粉供给管121，与导电喷杯131连通，以使锂粉经由导电喷杯131喷出；动力管122，与锂粉供给管121连通，并向锂粉供给管121输送压缩的高压气体，通过高压气体带动锂粉运动；以及锂粉储存罐123，连通于锂粉供给管121，以向锂粉供给管121提供锂粉。
在一实施例中，高压气体可为高压空气或高压惰性气体，当然不仅限如此，还可为其它合适的高压气体。
在一实施例中，参照图1，补锂装置1还可包括：补锂室14，供未补锂极片P11进入并接收锂粉供给机构12向未补锂极片P11喷射的锂粉。
在一实施例中，参照图1，补锂装置1还可包括：锂粉回收机构15，连通补锂装置1的补锂室14，通过使补锂室14保持规定负压以回收未吸附在未补锂极片P11上的锂粉。
在一实施例中，参照图1，极片补锂系统还包括：上料装置2，向补锂装置1提供由未补锂极片P11卷绕而成的未补锂卷料P1。进一步地，参照图1，上料装置2可包括：上料动力源21，将卷绕的未补锂卷料P1展开成未补锂极片P11，并将展开的未补锂极片P11传送至补锂装置1，以使补锂装置1对未补锂极片P11进行补锂。
在一实施例中，参照图1，上料装置2还可包括：放卷纠偏控制器22，保证未补锂极片P11始终保持一定的方向展开并传送至补锂装置1。
在一实施例中，参照图1，极片补锂系统还可包括：下料装置3，用于卷取已补锂极片P21并形成已补锂卷料P2。进一步地，参照图1，下料装置3可包括：下料动力源31，为下料装置3提供动力以将已补锂极片P21卷绕成已补锂卷料P2；以及收卷纠偏控制器32，保证已补锂极片P21始终保持一定方向卷绕。
在一实施例中，参照图1，极片补锂系统还可包括：张力机构4，设置在上料装置2和下料装置3之间的未补锂极片P11与已补锂极片P21形成的走带上，并保证走带的张力以使走带始终保持展平。
在一实施例中，张力机构4可为一个或多个。
在一实施例中，参照图1，张力机构4可为两个。
在一实施例中，参照图1，极片补锂系统还可包括：辊压装置5，对已补锂极片P21进行辊压。
在一实施例中，辊压装置5可为常温的冷辊或温度高于常温的热辊，当然不仅限如此，还可采用其它类型的辊压装置5，所选用的辊压装置5只要能够保证已补锂极片P21上的锂粉紧紧吸附在已补锂极片P21上即可。
在一实施例中，参照图1，极片补锂系统还可包括：测厚装置6，位于辊压装置5的下游，实时监测已补锂极片P21的厚度以保证补锂厚度。结合测厚装置6实时监测出的已补锂极片P21的厚度，可以及时调整补锂装置1，通过控制锂粉供给机构12的喷射的锂粉量来保证所需的补锂厚度。
在一实施例中，接地电极11可为一个，接地电极11的一端电连接于未补锂卷料P1或已补锂卷料P2最内层的极耳T，接地电极11的另一端通过与大地电连接以使未补锂极片P11持续接地以作为正电极。
在一实施例中，参照图2，接地电极11可为两个，两个接地电极11交替电连接于未补锂卷料P1与已补锂卷料P2之间的未补锂极片P11对应的极耳T或已补锂极片P21对应的极耳T，以使未补锂极片P11持续接地以作为正电极。
在一实施例中，接地电极11与大地直接电连接或间接电连接。当接地电极11与大地间接电连接时，接地电极11可通过上料装置或下料装置的金属部件的导通而电连接于大地。

Claims (10)

1.一种极片补锂系统，对极片进行补锂，极片未补锂的部分定义为未补锂极片(P11)，所述极片具有极耳(T)，其特征在于，极片补锂系统包括：
补锂装置(1)，包括：
接地电极(11)，电连接于极片的极耳(T)，以使未补锂极片(P11)持续接地并作为正电极；
锂粉供给机构(12)，向未补锂极片(P11)喷射锂粉；以及
静电发生机构(13)，作为与所述正电极电极性相反的负电极，通过静电效应使向未补锂极片(P11)喷射的锂粉带负电，从而使带负电的锂粉由于静电力作用而吸附在作为正电极的未补锂极片(P11)上。
2.根据权利要求1所述的极片补锂系统，其特征在于，补锂装置(1)为两个，分别设置在面向未补锂极片(P11)的两面，以同时在未补锂极片(P11)的两面进行补锂。
3.根据权利要求1所述的极片补锂系统，其特征在于，静电发生机构(13)包括：
导电喷杯(131)，接收锂粉供给机构(12)喷出的锂粉；
静电发生器(132)，电连接于导电喷杯(131)和外部高压电源；以及
放电电极(133)，设置在导电喷杯(131)上，以输出在外部高压电源、静电发生器(132)与导电喷杯(131)之间产生的负电荷，从而使经由导电喷杯(131)喷出的锂粉带负电。
4.根据权利要求1所述的极片补锂系统，其特征在于，补锂装置(1)还包括：
补锂室(14)，供未补锂极片(P11)进入并接收锂粉供给机构(12)向未补锂极片(P11)喷射的锂粉；以及
锂粉回收机构(15)，连通补锂装置(1)的补锂室(14)，通过使补锂室(14)保持规定负压以回收未吸附在未补锂极片(P11)上的锂粉。
5.根据权利要求1所述的极片补锂系统，其特征在于，极片补锂系统还包括：
上料装置(2)，向补锂装置(1)提供由未补锂极片(P11)卷绕而成的未补锂卷料(P1)；以及
下料装置(3)，用于卷取已补锂极片(P21)并形成已补锂卷料(P2)。
6.根据权利要求5所述的极片补锂系统，其特征在于，极片补锂系统还包括：
张力机构(4)，设置在上料装置(2)和下料装置(3)之间的未补锂极片(P11)与已补锂极片(P21)形成的走带上，并保证走带的张力以使走带始终保持展平。
7.根据权利要求5所述的极片补锂系统，其特征在于，极片补锂系统还包括：
辊压装置(5)，对已补锂极片(P21)进行辊压；以及
测厚装置(6)，位于辊压装置(5)的下游，实时监测已补锂极片(P21)的厚度以保证补锂厚度。
8.根据权利要求5所述的极片补锂系统，其特征在于，接地电极(11)为一个，接地电极(11)的一端电连接于未补锂卷料(P1)或已补锂卷料(P2)最内层的极耳(T)，接地电极(11)的另一端通过与大地电连接以使未补锂极片(P11)持续接地以作为正电极。
9.根据权利要求5所述的极片补锂系统，其特征在于，接地电极(11)为两个，两个接地电极(11)交替电连接于未补锂卷料(P1)与已补锂卷料(P2)之间的未补锂极片(P11)对应的极耳(T)或已补锂极片(P21)对应的极耳(T)，以使未补锂极片(P11)持续接地以作为正电极。
10.根据权利要求8或9所述的极片补锂系统，其特征在于，接地电极(11)与大地直接电连接或间接电连接。
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