CN111632887A - 一种锂离子电池极片的清洗方法 - 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清洗方法，包括步骤1、将极片放置于涂布机中进行涂布，并利用小功率激光对涂布后的极片上的焊接槽进行初步清洗；步骤2、待初步清洗完成后，将极片过辊进行冷压，使涂布层与极片紧密压实；步骤3、根据电池的尺寸规格，利用分切设备对冷压后的极片进行分切，得到小条的极片；步骤4、对步骤3中得到的极片进行溶剂擦洗。与现有技术相比，本发明通过在冷压前先利用小功率的激光对极片进行初步清洗，清除了焊接槽处的大部分涂布层粉料，有效地减少了对极片的损伤，另外，再通过溶剂擦洗，可以轻松将涂布层粉末清除，显著地提高了清洗的效果，避免了传统的槽位尺寸难以控制的问题。

Description

一种锂离子电池极片的清洗方法
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清洗方法。
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优点而被广泛应用于各行业。
目前，在锂离子电池的生产过程中，阴极极片经过涂布、冷压和分条的工序后，通常会采用激光和溶剂中的其中一种对极片两面的焊接槽进行清洗，使焊接槽保持一定的整洁度，从而保证极片与极耳的焊接效果。但是，按照目前的工艺，上述的清洗方式仍存在一定的缺陷：
1)使用激光清洗极片的方式：为保证清洗干净，往往需要将激光调节至较大功率，而由于阴极极片的铝箔熔点小，约为700℃左右，在高功率的激光照射下容易灼伤极片，使铝箔氧化，甚至会穿孔造成透光，因此，导致了清洗区域的阻抗增加以及影响了极片与极耳的焊接效果；
2)使用溶剂清洗极片的方式：极片经过冷压工序后，极片与涂层的粘结力增大，焊接槽处的涂层粉料不易擦洗，而且溶剂的扩散范围广、扩散速度快，在擦洗过程中容易导致清洗焊接槽槽位的尺寸难以控制。
有鉴于此，有必要对现时的电池极片清洗方案进行合理性改进，以满足实际的生产需求。
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清洗方法，通过该方法有效地解决了传统清洗方式对极片造成损伤以及清洗尺寸控制难的问题。
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清洗方法，包括以下步骤：
步骤1)将极片放置于涂布机中进行涂布，并利用小功率激光对涂布后的极片上的焊接槽进行初步清洗；
步骤2)待初步清洗完成后，将极片过辊进行冷压，使涂布层与极片紧密压实；
步骤3)根据电池的尺寸规格，利用分切设备对冷压后的极片进行分切，得到小条的极片；
步骤4)对步骤3)中得到的极片进行溶剂擦洗。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的清洗方法的改进，所述步骤1中的激光的输出功率为20～90w。通过采用小功率的激光清洗，可以去除极片焊接槽上大部分的涂布层粉料，不损伤极片箔材，另外，初步清洗完后残留在焊接槽的涂布层粉料由于在后续的冷压工序中未受力，因此，该部分涂布层粉料粘结力较小，易于后续的溶剂擦洗，从而提高擦洗的效果。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的清洗方法的改进，所述步骤2中的冷压施加的压力为1～10000kgf，辊压速度为4～20m/min。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的清洗方法的改进，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、无水乙醇、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，能快速的溶解涂布层粉末，防止了涂布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清洗方法的改进，所述步骤4中对极片进行溶剂擦洗具体包括以下步骤：
步骤4.1)往极片其中一面上的焊接槽喷涂溶剂，并利用擦拭装置对喷涂有溶剂的焊接槽进行擦洗；
步骤4.2)待擦洗完成后，再在极片另一面的焊接槽处喷涂溶剂，并利用擦拭装置对该面的焊接槽进行擦洗；
步骤4.3)将两面擦洗完成的极片通过机械视觉设备检测擦洗效果。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的清洗方法的改进，所述步骤4.1在对极片喷涂溶剂前，还包括对焊接槽的边缘粉料进行模切。经过冷压，焊接槽边缘的涂布层粉料粘结力增强，再通过模切，可以对冷压后残留在焊接槽边缘的粉料进行清除，进一步提高清洗的效果。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的清洗方法的改进，所述擦拭装置包括擦头和无尘纸，其中，擦头用于擦拭焊接槽，无尘纸用于清理擦头。通过利用无尘纸对擦头进行清理，提高了擦拭的效果。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的清洗方法的改进，所述擦头为硬质泡棉与软质泡棉混合材质的擦头。采用软硬泡棉混合材质可以提供适当的耐磨性和柔软性，大大提高了擦头的擦拭效果和使用寿命。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的清洗方法的改进，所述步骤4.1与所述步骤4.2中的焊接槽在擦洗过程中掉落的涂布层粉料均通过真空吸附设备吸附。通过真空吸附设备将擦洗焊接槽过程中掉落的粉料进行吸附，有效地保证了擦洗后焊接槽的整洁度，提高了极片与极耳的焊接效果。
作为对本发明中所述的锂离子电池极片的清洗方法的改进，所述机械视觉设备为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。
本发明的有益效果在于：与现有技术相比，本发明采用“激光清洗+溶剂擦洗”的方式，通过在冷压前先利用小功率的激光对极片进行初步清洗，清除了焊接槽处的大部分涂布层粉料，有效地减少了对极片的损伤，而清洗完后焊接槽处残留的涂布层粉料由于在后续冷压时未受力，所以该处的涂布层粉料粘结力小，极易擦洗，因此，在进行溶剂擦洗时，可以轻松将涂布层粉末清除，显著地提高了清洗的效果，避免了传统的槽位尺寸难以控制的问题。
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为本发明实施例中的焊接拉力的过程能力示例图。
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清洗方法，包括以下步骤：
步骤1)将极片放置于涂布机中进行涂布，并利用小功率激光对涂布后的极片上的焊接槽进行初步清洗；
步骤2)待初步清洗完成后，将极片过辊进行冷压，使涂布层与极片紧密压实；
步骤3)根据电池的尺寸规格，利用分切设备对冷压后的极片进行分切，得到小条的极片；
步骤4)对步骤3)中得到的极片进行溶剂擦洗。
本发明方案中采用“激光清洗+溶剂擦洗”的方式，相比传统的仅通过激光清洗或溶剂清洗的方式，通过在冷压前先利用小功率的激光对极片进行初步清洗，清除了焊接槽处的大部分涂布层粉料，有效地减少了对极片的损伤，而清洗完后焊接槽处残留的涂布层粉料由于在后续冷压时未受力，所以该处的涂布层粉料粘结力小，极易擦洗，因此，在进行溶剂擦洗时，可以轻松将涂布层粉末清除，显著地提高了清洗的效果，避免了传统的槽位尺寸难以控制的问题。
其中，激光的输出功率为20～90w。冷压施加的压力为1～10000kgf，辊压速度为4～20m/min。溶剂则可选用N-甲基吡咯烷酮、无水乙醇、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。
优选的，步骤4中对极片进行溶剂擦洗具体包括以下步骤：
步骤4.1)往极片其中一面上的焊接槽喷涂溶剂，并利用擦拭装置对喷涂有溶剂的焊接槽进行擦洗；
步骤4.2)待擦洗完成后，再在极片另一面的焊接槽处喷涂溶剂，并利用擦拭装置对该面的焊接槽进行擦洗；
步骤4.3)将两面擦洗完成的极片通过机械视觉设备检测擦洗效果。
优选的，步骤4.1在对极片喷涂溶剂前，还包括对焊接槽的边缘粉料进行模切。经过冷压，焊接槽边缘的涂布层粉料粘结力增强，再通过模切，可以对冷压后残留在焊接槽边缘的粉料进行清除，进一步提高清洗的效果。
优选的，擦拭装置包括擦头和无尘纸，其中，擦头用于擦拭焊接槽，无尘纸用于清理擦头。另外，为了提高擦头的擦拭效果，擦头采用硬质泡棉与软质泡棉混合材质的擦头，为擦拭过程中提供了适当的耐磨性和柔软性，同时增强了使用的寿命。
优选的，所述步骤4.1与所述步骤4.2中的焊接槽在擦洗过程中掉落的涂布层粉料均通过真空吸附设备吸附。通过真空吸附设备将擦洗焊接槽过程中掉落的粉料进行吸附，有效地保证了擦洗后焊接槽的整洁度，提高了极片与极耳的焊接效果。
优选的，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。
如图2所示，为了检测本发明的清洗方法对于焊接效果的影响，本实施例中对清洗后的极片与极耳的焊接拉力进行过程能力测试，其中，测试的样本数量为32个，横坐标为焊接拉力，单位为克力，纵坐标为抽取样本的数量，由图中的结果可知，极片与极耳的焊接拉力达到了预定的性能，反映了通过本发明中的清洗方法能够对焊接槽进行有效的清洗，提高了焊接的效果。
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 (10)

1.一种锂离子电池极片的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)将极片放置于涂布机中进行涂布，并利用小功率激光对涂布后的极片上的焊接槽进行初步清洗；
步骤2)待初步清洗完成后，将极片过辊进行冷压，使涂布层与极片紧密压实；
步骤3)根据电池的尺寸规格，利用分切设备对冷压后的极片进行分切，得到小条的极片；
步骤4)对步骤3)中得到的极片进行溶剂擦洗。
2.根据权利要求1中所述的锂离子电池极片的清洗方法，其特征在于：所述步骤1中的激光的输出功率为20～90w。
3.根据权利要求1中所述的锂离子电池极片的清洗方法，其特征在于：所述步骤2中的冷压施加的压力为1～10000kgf，辊压速度为4～20m/min。
4.根据权利要求1中所述的锂离子电池极片的清洗方法，其特征在于：所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、无水乙醇、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。
5.根据权利要求1中所述的锂离子电池极片的清洗方法，其特征在于，所述步骤4中对极片进行溶剂擦洗具体包括以下步骤：
步骤4.1)往极片其中一面上的焊接槽喷涂溶剂，并利用擦拭装置对喷涂有溶剂的焊接槽进行擦洗；
步骤4.2)待擦洗完成后，再在极片另一面的焊接槽处喷涂溶剂，并利用擦拭装置对该面的焊接槽进行擦洗；
步骤4.3)将两面擦洗完成的极片通过机械视觉设备检测擦洗效果。
6.根据权利要求5中所述的锂离子电池极片的清洗方法，其特征在于：所述步骤4.1在对极片喷涂溶剂前，还包括对焊接槽边缘的涂布层粉料进行模切。
7.根据权利要求5中所述的锂离子电池极片的清洗方法，其特征在于：所述擦拭装置包括擦头和无尘纸，其中，擦头用于擦拭焊接槽，无尘纸用于清理擦头。
8.根据权利要求7中所述的锂离子电池极片的清洗方法，其特征在于：所述擦头为硬质泡棉与软质泡棉混合材质的擦头。
9.根据权利要求5中所述的锂离子电池极片的清洗方法，其特征在于：所述步骤4.1与所述步骤4.2中的焊接槽在擦洗过程中掉落的涂布层粉料均通过真空吸附设备吸附。
10.根据权利要求5中所述的锂离子电池极片的清洗方法，其特征在于：所述机械视觉设备为CCD相机或CMOS相机。
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