CN109301354B - 一种有效防止锂电池正极在卷绕过程中断裂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有效防止锂电池正极在卷绕过程中断裂的方法，包括以下步骤：S1、提供一正极片，其包括基础集流体、极耳和凸出集流体，所述极耳焊接在所述基础集流体的端部，所述凸出集流体设置在所述基础集流体上，且与所述极耳位于同一侧，所述凸出集流体的端部与基础集流体的端部之间设有极耳焊接留白区域；S2、将正极片放入真空干燥箱内进行干燥，干燥完成后取出；S3、将干燥后正极片的基础集流体上对应于极耳焊接留白区域的反面设有涂覆区域，所述涂覆区域涂覆有润湿溶剂。本发明可以保证锂离子电池卷绕工艺中正极极片（尤其采用高压实密度的正极片）在内层弯折处不易产生断裂、掉料，从而保证锂离子电池性能的技术问题。

Description

一种有效防止锂电池正极在卷绕过程中断裂的方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种有防止锂电池正极在卷绕过程中断裂的方法。
背景技术
随着新能源汽车以及数码产品的不断发展，便携式充电设备和大容量的充电电池已经成为未来发展趋势，锂离子电池具有能量存储密度高和使用寿命长等特点，被广泛应用于各个领域。
锂离子电池按照制造工艺主要可以分为卷绕和叠片两种。其中卷绕工艺因具有操作简单、设备成本低、生产效率高等优点而被广泛应用，但是采用卷绕工艺制造电池时，如图1所示，正极片包括基础集流体、凸出集流体和极耳，但是基础集流体焊接有极耳的端部与凸出集流体的端部齐平，导致正极极片在内层弯折处容易产生断裂、掉料，从而影响锂离子电池的性能，特别是使用高压实密度的正极片进行卷绕时更容易发生上述问题。
在卷绕过程中极片弹性、弯折形变程度是影响正极片是否易断的主要因素，而极片弹性又与压实密度、水分含量、涂布设计有关；同时越靠近电芯内层，极片的弯折程度越大。高能量密度电芯的正极压实密度通常设计较大，再加上卷绕层数较多，最内层的极片往往接近于直接对折，极片容易出现断裂、掉粉的情况，对电芯的性能存在影响。
发明内容
针对现有技术中存在的锂离子电池卷绕工艺中因正极极片（尤其采用高压实密度的正极片）在内层弯折处容易产生断裂、掉料从而影响锂离子电池性能的技术问题，本发明提供一种可以解决上述技术问题的有效防止锂电池正极在卷绕过程中断裂的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种有效防止锂电池正极在卷绕过程中断裂的方法，包括以下步骤：
S1、提供一正极片，其包括基础集流体、极耳和凸出集流体，所述极耳焊接在所述基础集流体的端部，所述凸出集流体设置在所述基础集流体上，且与所述极耳位于同一侧，所述凸出集流体的端部与基础集流体的端部之间设有极耳焊接留白区域；
S2、将正极片放入真空干燥箱内进行干燥，干燥完成后取出；
S3、将干燥后正极片的基础集流体上对应于极耳焊接留白区域的反面设有涂覆区域，所述涂覆区域涂覆有润湿溶剂。
按上述技术方案，所述极耳焊接留白区域的长度等于1～2个卷针的宽度，所述卷针为与该锂电池正极卷绕工艺配套的卷针。
按上述技术方案，步骤S2具体包括：
S201、先将正极片放入真空干燥箱内，升温至85℃，保温一段时间；
S202、再抽真空至-95kPa，维持85℃保温一段时间；
S203、然后通入高纯气体使压力降为0kPa，维持85℃保温一段时间；
S204、重复步骤S202和S203十五至三十次，最后降至室温后取出正极片。
按上述技术方案，所述高纯气体为干燥空气、氮气或氩气，其纯度为98%～99.99%。
按上述技术方案，所述涂覆区域的长度等于1～2个卷针的宽度，所述卷针为与该锂电池正极卷绕工艺配套的卷针。
按上述技术方案，所述润湿溶剂为乙醇、乙二醇或N-甲基-吡络烷酮，其纯度为98%～99.99%。
按上述技术方案，还包括步骤S4、在基础集流体的涂覆区域涂覆润湿溶剂后，在0.5h内卷绕正极片。
本发明产生的有益效果是：
1）本发明通过在基础集流体设有极耳的一端预留极耳焊接留白区域，即在现有技术的基础上增加了极耳焊接留白区域的长度，以让最内层的极片在电芯卷绕过程中形成单面涂布，从而提高极片韧性，不易折断；
2）本发明对正极片进行干燥处理，能够充分减少正极片的水分含量，防止极片变脆导致在卷绕中易折断；
3）本发明在正极片的反面涂覆润湿溶剂，使正极材料吸附一定的润湿溶剂，可以进一步的增加最内层极片的韧性，防止在卷绕中折断。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术中正极片的结构示意图；
图2是本发明实施例中正极片的结构示意图；
图3是本发明实施例的工艺流程图。
图中：1-基础集流体、1.1-涂覆区域、2-极耳、3-突凸出集流体、4-极耳焊接留白区域。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
如图3所示，一种有效防止锂电池正极在卷绕过程中断裂的方法，包括正极片涂布设计、正极片干燥和正极片表面涂覆润湿溶剂，具体如下：
S1、提供一正极片，相对于现有技术，其正极耳焊接处的留白区域有所增加，具体如图2所示，正极片包括基础集流体1、极耳2和凸出集流体3，极耳2焊接在基础集流体1的端部，凸出集流体3设置在基础集流体1上，且与极耳2位于同一侧，凸出集流体3的端部与基础集流体1的端部之间设有极耳焊接留白区域4，凸出集流体的长度小于基础集流体的长度；
S2、将正极片放入真空干燥箱内进行干燥，干燥完成后取出；
S3、将干燥后正极片的基础集流体上对应于极耳焊接留白区域的反面设有涂覆区域1.1，涂覆区域涂覆有润湿溶剂。
在本发明的优选实施例中，极耳焊接留白区域的长度等于1～2个卷针的宽度，卷针为与该锂电池正极卷绕工艺配套的卷针，以卷针宽度48mm为例，则极耳焊接留白区域的长度为48~96mm。
在本发明的优选实施例中，步骤S2具体包括：
S201、先将正极片放入真空干燥箱内，升温至85℃，保温一段时间，具体为30min；
S202、再抽真空至-95kPa，维持85℃保温一段时间，具体为60min；
S203、然后通入高纯气体使压力降为0kPa，维持85℃保温一段时间，具体为5min；
S204、重复步骤S202和S203十五至三十次，最后降至室温后取出正极片。
在本发明的优选实施例中，高纯气体为干燥空气、氮气或氩气，其纯度为98%～99.99%。
在本发明的优选实施例中，涂覆区域的长度等于1～2个卷针的宽度，卷针为与该锂电池正极卷绕工艺配套的卷针，以卷针宽度48mm为例，则涂覆区域的长度为48~96mm。
在本发明的优选实施例中，润湿溶剂为乙醇、乙二醇或N-甲基-吡络烷酮，其纯度为98%～99.99%。
在本发明的优选实施例中，还包括步骤S4、在基础集流体的涂覆区域涂覆润湿溶剂后，在0.5h内卷绕正极片。
实施例1
本发明包括以下步骤：
将正极片极耳焊接留白区域设计为1个卷针宽度（以卷针宽度48mm为例，增加的长度为48mm），反面涂布方式不变；
随后把正极片放入真空干燥箱内，升温至85℃，保温30min；再抽真空至-95kPa，85℃保温60min，通入氮气至压力降为0kPa，85℃保温5min；循环抽真空-保温-通入氮气-保温过程15次，最后降温至室温后取出正极片；
在干燥后的正极片处涂覆溶剂N-甲基-吡络烷酮，涂覆区域长度为1个卷针宽度的距离（以卷针宽度48mm为例，涂覆长度为48mm）。
实施例2
本发明包括以下步骤：
将正极片极耳焊接留白区域设计为为2个卷针宽度（以卷针宽度48mm为例，增加的长度为96mm），反面涂布方式不变；
随后把正极片放入真空干燥箱内，升温至85℃，保温30min；再抽真空至-95kPa，85℃保温60min，通入干燥空气至压力降为0kPa，85℃保温5min；循环抽真空-保温-通入干燥空气-保温过程30次，最后降温至室温后取出正极片；
在干燥后的正极片处涂覆溶剂乙二醇，涂覆区域的长度为2个卷针宽度的距离（以卷针宽度48mm为例，涂覆长度为96mm）。
实施例3
本发明包括以下步骤：
将正极片极耳焊接留白区域设计为1个卷针宽度（以卷针宽度48mm为例，增加的长度为48mm），反面涂布方式不变；
随后把正极片放入真空干燥箱内，升温至85℃，保温30min；再抽真空至-95kPa，85℃保温60min，通入氩气至压力降为0kPa，85℃保温5min；循环抽真空-保温-通入氩气-保温过程20次，最后降温至室温后取出正极片；
在干燥后的正极片处涂覆溶剂乙醇，涂覆区域的长度为2个卷针宽度的距离（以卷针宽度48mm为例，涂覆长度为96mm）。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种有效防止锂电池正极在卷绕过程中断裂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、提供一正极片，其包括基础集流体、极耳和凸出集流体，所述极耳焊接在所述基础集流体的端部，所述凸出集流体设置在所述基础集流体上，且与所述极耳位于同一侧，所述凸出集流体的端部与基础集流体的端部之间设有极耳焊接留白区域；
S2、将正极片放入真空干燥箱内进行干燥，干燥完成后取出；
步骤S2具体包括：
S201、先将正极片放入真空干燥箱内，升温至85℃，保温一段时间；
S202、再抽真空至-95kPa，维持85℃保温一段时间；
S203、然后通入高纯气体使压力降为0kPa，维持85℃保温一段时间；
S204、重复步骤S202和S203十五至三十次，最后降至室温后取出正极片；
S3、将干燥后正极片的基础集流体上对应于极耳焊接留白区域的反面设有涂覆区域，所述涂覆区域涂覆有润湿溶剂。
2.根据权利要求1所述的有效防止锂电池正极在卷绕过程中断裂的方法，其特征在于，所述极耳焊接留白区域的长度等于1～2个卷针的宽度，所述卷针为与该锂电池正极卷绕工艺配套的卷针。
3.根据权利要求1所述的有效防止锂电池正极在卷绕过程中断裂的方法，其特征在于，所述高纯气体为氮气或氩气，其纯度为98%～99.99%。
4.根据权利要求1所述的有效防止锂电池正极在卷绕过程中断裂的方法，其特征在于，所述涂覆区域的长度等于1～2个卷针的宽度，所述卷针为与该锂电池正极卷绕工艺配套的卷针。
5.根据权利要求1所述的有效防止锂电池正极在卷绕过程中断裂的方法，其特征在于，所述润湿溶剂为乙醇、乙二醇或N-甲基-吡咯 烷酮，其纯度为98%～99.99%。
6.根据权利要求1所述的有效防止锂电池正极在卷绕过程中断裂的方法，其特征在于，还包括步骤S4、在基础集流体的涂覆区域涂覆润湿溶剂后，在0.5h内卷绕正极片。
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