CN111628142B - 一种锂离子电池极片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池极片的制造方法，包括以下步骤：步骤1、将极片浆料经过搅拌后制得极片，并对极片进行涂布；步骤2、对涂布后的极片进行多工位刮片，去除极片上焊接位处的涂层；步骤3、刮片完成后，将极片进行辊压，使极片与涂层之间进行紧密压实；步骤4、待极片辊压完成后，根据极片的规格，将极片进行分切得到多条极片小条。与现有技术相比，本发明通过对极片先进行多工位刮片再进行辊压、分条，避免了传统工艺中的极片未经辊压进行分条时，其边缘容易掉粉的问题，提升了电池产品的安全性能；同时，也解决了小条极片辊压由于延展性不佳容易导致断带的问题，有效地提高了产品的优率和生产的效率。

Description

一种锂离子电池极片的制造方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池极片的制造方法。
背景技术
锂离子电池由于具有工作电压高、能量密度大、循环使用寿命长以及无记忆性等特点而被广泛应用于各行业。
在锂离子电池的生产过程中，将电池极耳焊接在阴极极片的中心位置上，可以显著提高电池的充电效率，达到快速充电的效果。而在焊接前通常需要将阴极片上的焊接区域处的阴极涂层去除，从而使得阴极片与极耳可以焊接得紧密、牢固。目前，阴极片涂层的刮片技术已趋于成熟，通过刮片工序将阴极片上的焊接位涂层有效清除，其中，阴极片的制造工序大致包括：搅拌、涂布、分条、刮片、冷压、焊接卷绕等，但是，上述方法仍存在一定的缺陷：1)未经过冷压的极片由于粘结力低，通常只有10～30gf，在分条时极片的边缘容易存在掉粉的问题；2)小条极片在冷压时由于焊接槽位与极片的延展性不均，容易导致断带，降低了产品的制造优率；3)通过小条极片的刮片效率低下，大大影响了产能。
因此，有必要提出一种新的方案以解决上述现有技术中存在的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的一种锂离子电池极片的制造方法，通过该方法能有效地解决阴极片在分条时的掉粉问题和小条极片辊压过程中容易断带以及刮片效率低的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种锂离子电池极片的制造方法，包括以下步骤：
步骤1)将极片浆料经过搅拌后制得极片，并对极片进行涂布；
步骤2)对涂布后的极片进行多工位刮片，去除极片上焊接位处的涂层；
步骤3)刮片完成后，将极片进行辊压，使极片与涂层之间进行紧密压实；
步骤4)待极片辊压完成后，根据极片的规格，将极片进行分切得到多条极片小条。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的制造方法的改进，所述步骤2中所述的对涂布后的极片进行多工位刮片，包括以下步骤：
步骤2.1)来料放卷，根据极片的规格，在极片一面的涂层的宽度方向上等距设置多个第一加工位，每个第一加工位上喷涂有溶剂；
步骤2.2)控制刮刀在每个第一加工位上刮削出第一焊接槽，利用风刀和吸尘设备对刮削处进行清理，并对第一焊接槽边缘的涂层进行烘干；
步骤2.3)在第一加工位背面的极片涂层面上设置第二加工位，在第二加工位上喷涂有溶剂；
步骤2.4)控制刮刀在每个第二加工位上刮削出第二焊接槽，利用风刀和吸尘设备对刮削处进行清理，并对第二焊接槽边缘的涂层进行烘干；
步骤2.5)通过机械视觉设备对第一焊接槽和第二焊接槽进行灰度值检测，确认刮片效果并进行收卷。
需要说明的是，第一加工位和第二加工位的数量均由极片分条的数量决定，例如，极片需分条为五个小条极片，那么即可在极片上等距设置为五个第一加工位；根据极片的规格，设置好加工位后，控制刮刀对涂层进行刮削，在风刀和吸尘设备的辅助作用下，带走刮削过程中产生的涂层屑，使第一焊接槽和第二焊接槽表面保持适当的整洁度，由于第一焊接槽和第二焊接槽均用于与极耳进行焊接，因此，可以保证极片与极耳焊接的牢靠；另外，通过喷涂溶剂，可以促进涂层粉末在吸尘设备的进管和出管的流动，使得涂层粉末可以被快速吸走，防止了刮除极片涂层产生粉末比较干燥易堵塞吸尘设备的进管和出管的现象，提高了工作的效率。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的制造方法的改进，所述步骤2.2和步骤2.4中的刮刀均通过压力闭环进行控制。采用压力闭环控制，可以有效地保证刮刀的输出压力恒定，从而提高刮削的效果。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的制造方法的改进，所述步骤2.2和步骤2.4均采用输送热风、烤箱加热或微波加热的方式对涂层进行烘干。其中，优选输送热风的方式，可以在不移动极片的情况进行烘干，提高烘干的效果。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的制造方法的改进，所述步骤2.5中的机械视觉设备为CCD相机或CMOS相机。其中，优选工业级的CCD相机，具有高解析度、低杂讯高敏感度、动态范围广等特性，可有效地对第一焊接槽和第二焊接槽进行灰度值检测，提高检测的精度和效率。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的制造方法的改进，所述第一焊接槽的宽度大于所述第二焊接槽的宽度。第一焊接槽与第二焊接槽均用于焊接极耳，将第一焊接槽与第二焊接槽的宽度设置不同，可以分散极片的两面在刮削过程中的受力情况，有效地防止了极片刮破的现象。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的制造方法的改进，所述第一焊接槽的宽度为12～20mm。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的制造方法的改进，所述第二焊接槽的宽度为5～12mm。
其中，第一焊接槽和第二焊接槽的宽度均根据极耳的宽度进行设置，不能过大或过小，确保极耳更好地与极片进行焊接。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的制造方法的改进，所述溶剂为无水乙醇、N-甲基吡咯烷酮、丁酮、环氧树脂、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲基乙基酯、碳酸二甲酯和聚丙烯中的任意一种。其中，该溶剂可优选无水乙醇，无水乙醇的溶解性能好，能快速的溶解涂层粉末，防止了涂层粉末吸附在吸尘设备的进管和出管中。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的制造方法的改进，所述极片的宽度大于80mm。极片的宽度根据电池极片的规格进行合理适配，当然，极片的宽度不能过小，宽度过小在辊压过程中由于延展性不佳容易导致张力不均，容易产生断带。
本发明的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过对极片先进行多工位刮片再进行辊压、分条，避免了传统工艺中的极片未经辊压进行分条时，其边缘容易掉粉的问题，提升了电池产品的安全性能；同时，也解决了小条极片辊压由于延展性不佳容易导致断带的问题，有效地提高了产品的优率和生产的效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的工作流程图；
图2为本发明中的多工位刮片的工作示意图；
其中，1-极片；2-涂层；3-第一加工位；4-刮刀；5-第一焊接槽；6-第二加工位；7-第二焊接槽；8-机械视觉设备。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
如图1所示，一种锂离子电池极片的制造方法，包括以下步骤：
步骤1)将极片浆料经过搅拌后制得极片1，并对极片1进行涂布；
步骤2)对涂布后的极片1进行多工位刮片，去除极片1上焊接位处的涂层2；
步骤3)刮片完成后，将极片1进行辊压，使极片1与涂层2之间进行紧密压实；
步骤4)待极片1辊压完成后，根据极片1的规格，将极片1进行分切得到多条极片小条。
与传统的搅拌、涂布、分条、刮片、辊压工序相比，本发明通过对极片先进行多工位刮片再进行辊压、分条，因此，避免了传统工艺中的极片未经辊压进行分条时，其边缘容易掉粉的问题，提升了电池产品的安全性能；同时，也解决了小条极片辊压由于延展性不佳容易导致断带的问题，有效地提高了产品的优率和生产的效率。
如图2所示，展示了多工位刮片的工作示意图，多工位刮片包括以下步骤：
步骤2.1)来料放卷，根据极片1的规格，在极片1的A面涂层2的宽度方向上等距设置多个第一加工位3，每个第一加工位3上喷涂有溶剂；
步骤2.2)控制刮刀4在每个第一加工位3上刮削出第一焊接槽5，利用风刀和吸尘设备对刮削处进行清理，并对第一焊接槽5边缘的涂层2进行烘干；
步骤2.3)在A面相对的B面涂层2上设置第二加工位6，在第二加工位6上喷涂有所述溶剂；
步骤2.4)控制刮刀4在每个第二加工位6上刮削出第二焊接槽7，利用风刀和吸尘设备对刮削处进行清理，并对第二焊接槽7边缘的涂层2进行烘干；
步骤2.5)通过机械视觉设备8对第一焊接槽5和第二焊接槽7进行灰度值检测，确认刮片效果并进行收卷。
需要说明的是，第一加工位3和第二加工位6的数量均由极片1分条的数量决定，例如，极片1需分条为五个小条极片，那么即可在极片1上等距设置为五个第一加工位3；根据极片的规格，设置好加工位后，控制刮刀4对涂层2进行刮削，在风刀和吸尘设备的辅助作用下，带走刮削过程中产生的涂层屑，使第一焊接槽5和第二焊接槽7表面保持适当的整洁度，由于第一焊接槽5和第二焊接槽7均用于与极耳进行焊接，因此，可以确保极片与极耳的焊接紧密牢固，从而提高电池的可靠性；另外，通过喷涂溶剂，可以促进涂层粉末在吸尘设备的进管和出管的流动，使得涂层粉末可以被快速吸走，防止了刮除极片涂层产生粉末比较干燥易堵塞吸尘设备的进管和出管的现象，提高了工作的效率；其中，该溶剂可以为无水乙醇、N-甲基吡咯烷酮、丁酮、环氧树脂、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲基乙基酯、碳酸二甲酯和聚丙烯中的任意一种；于本实施例中，可优先选用无水乙醇，无水乙醇的溶解性能好，能快速的溶解涂层粉末，因此，防止了涂层粉末吸附在吸尘设备的进管和出管中。
优选的，上述步骤2.2和步骤2.4中的刮刀4均通过压力闭环进行控制，并且均采用输送热风、烤箱加热或微波加热的方式进行烘干涂层2。本发明的方案通过采用压力闭环控制，可以有效地保证刮刀4的输出压力恒定，从而提高刮削的效果；另外，于本实施例中，采用输送热风的方式对焊接槽上的涂层2进行烘干，可以使极片1在不进行转移的情况下进行烘干，从而提高了烘干的效果。
优选的，步骤2.5中的机械视觉设备8为CCD相机或CMOS相机。于本实施例中可采用工业级的CCD相机，具有高解析度、低杂讯高敏感度、动态范围广等特性，有效地对第一焊接槽5和第二焊接7槽进行灰度值检测，提高检测的精度和效率。
优选的，第一焊接槽5的宽度大于第二焊接槽7的宽度，其中，第一焊接槽5的宽度为12～20mm，第二焊接槽7的宽度为5～12mm。第一焊接槽5与第二焊接槽7均用于焊接极耳，将第一焊接槽5与第二焊接槽7的宽度设置不同，可以分散极片1的两面在刮削过程中的受力情况，有效地防止了极片1刮破的现象。另外，第一焊接槽5和第二焊接槽7的宽度均根据极耳的宽度进行设置，不能过大或过小，确保极耳更好地与极片进行焊接。
优选的，极片1的宽度大于80mm。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种锂离子电池极片的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)将极片浆料经过搅拌后制得极片(1)，并对极片(1)进行涂布；
步骤2)对涂布后的极片(1)进行多工位刮片，去除极片(1)上焊接位处的涂层(2)；
步骤3)刮片完成后，将极片(1)进行辊压，使极片(1)与涂层(2)之间进行紧密压实；
步骤4)待极片(1)辊压完成后，根据极片(1)的规格，将极片(1)进行分切得到多条极片小条；
在步骤2）中，来料放卷，根据极片(1)的规格，在极片(1)的一面涂层(2)的宽度方向上等距设置多个第一加工位(3)，控制刮刀(4)在每个第一加工位(3)上刮削出第一焊接槽(5)，在第一加工位(3)背面的极片涂层面上设置第二加工位(6)，控制刮刀(4)在每个第二加工位(6)上刮削出第二焊接槽(7)；所述第一焊接槽 (5)的宽度大于所述第二焊接槽(7)的宽度。
2.根据权利要求1中所述的锂离子电池极片的制造方法，其特征在于，所述步骤2中所
述的对涂布后的极片进行多工位刮片，包括以下步骤：
步骤2 .1)每个第一加工位(3)上喷涂有溶剂；
步骤2 .2)利用风刀和吸尘设备对刮削处进行清理，并对第一焊接槽(5)边缘的涂层(2)进行烘干；
步骤2 .3)在第二加工位 (6)上喷涂有溶剂；
步骤2 .4)利用风刀和吸尘设备对刮削处进行清理，并对第二焊接槽(7)边缘的涂层(2)进行烘干；
步骤2 .5)通过机械视觉设备(8)对第一焊接槽(5)和第二焊接槽(7)进行灰度值检测，确认刮片效果并进行收卷。
3.根据权利要求2中所述的锂离子电池极片的制造方法，其特征在于：所述步骤2 .2和步骤2 .4中的刮刀(4)均通过压力闭环控制。
4.根据权利要求2中所述的锂离子电池极片的制造方法，其特征在于：所述步骤2 .2和步骤2 .4均采用输送热风、烤箱加热或微波加热的方式对涂层(2)进行烘干。
5.根据权利要求2中所述的锂离子电池极片的制造方法，其特征在于：所述步骤2 .5中的机械视觉设备(8)为CCD相机或CMOS相机。
6.根据权利要求1中所述的锂离子电池极片的制造方法，其特征在于：所述第一焊接槽(5)的宽度为12～20mm。
7.根据权利要求1中所述的锂离子电池极片的制造方法，其特征在于：所述第二焊接槽(7)的宽度为5～12mm。
8.根据权利要求2中所述的锂离子电池极片的制造方法，其特征在于：所述溶剂为无水乙醇、N-甲基吡咯烷酮、丁酮、环氧树脂、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲基乙基酯、碳酸二甲酯和聚丙烯中的任意一种。
9.根据权利要求2中所述的锂离子电池极片的制造方法，其特征在于：所述极片(1)的宽度大于80mm。
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