CN111710925B - 水系电芯的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电源制备技术领域，具体涉及一种水系电芯的制备方法。将浆料与集流体进行湿法拉浆，经烘干、滚压后裁切成基板；经筛选后的合格基板进行在线刷粉，然后点焊已经切割成型的极耳；随后进行滚压和焊接，然后进行双面贴胶带，再次压实后成极片；经称重分选后进行配重，通过Z字型自动叠片制得电芯。本发明工艺简单，环境友好，实现全流程非接触式制备极片，有效减少操作人工85％，极片良品率达到99.5％，电芯良品率100％，产品质量获得极大提升，完全满足新能源车和基站电源用电芯的品质要求。

Description

水系电芯的制备方法

技术领域

本发明属于电源制备技术领域，具体涉及一种水系电芯的制备方法。

背景技术

水系电池具有高可靠性和高安全性，在通讯基站、新能源汽车领域一直获得大量应用。随新能源车和基站用电源的急剧增加，水系电池的需求量也呈现爆发式增长，目前年需求量突破10亿Ah，巨大的水系电池使用量也带来严格的品质要求，水系电池的品质由电芯决定，大规模高品质的电芯制备成为一个现实的研究课题和亟待解决的工业智能制造问题。

当前对水系电芯的制备方法有如下三种：(1)干法涂布制备基板，手工刷粉、手工焊接极耳、半自动贴胶带，极片卷绕为电芯；(2)湿法涂布经滚压后裁切成大片，然后滚焊钢带，采用冲切方式成极片，自动贴胶带后刷粉，最后叠成电芯；(3)湿法涂布经滚压后裁切成大片，再滚焊极耳，贴胶带，然后裁切成极片，刷粉后制袋，通过夹具然后交替叠成电芯。采用方案(1)只能生产AA系列电池或小容量的水系电池，而新能源车或基站用的电池都是大容量的；方案(2)采用大型模具冲切，极片损耗率高，生产成本居高不下；方案(3)焊接效率低，而且极片良品率低，制备的电芯质量堪忧。

如何提高极片和电芯质量，减少人工操作，是一个具有重大工业价值的技术，但目前的报到都仅限于上述三种方案，尚未见新的制备方案的报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种水系电芯的制备方法，实现全流程非接触式制备极片，工艺简单，环境友好；操作人工操作，提高良品率，产品质量获得极大提升，完全满足动力电池用电芯的品质要求。

本发明所述的水系电芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将浆料与集流体进行湿法拉浆，经烘干、滚压后裁切成基板；

(2)经筛选后的合格基板进行在线刷粉，然后点焊已经切割成型的极耳；

(3)随后进行滚压和焊接，然后进行双面贴胶带，再次压实后成极片；

(4)经称重分选后进行配重，通过Z字型自动叠片制得电芯。

步骤(1)中的集流体是指是泡沫镍或镀镍钢带，步骤(1)中湿法拉浆是采用浸渍或喷涂上浆，步骤(1)中滚压是在100～600t压力下滚压，步骤(1)中裁切是指纵切和横切，步骤(1)中裁切成基板后基板的厚度为0.15～0.34mm，宽度为50～240mm，长度为50～270mm。裁切后的基板是通过真空吸附的吸盘进行转移，裁切成上述厚度、宽度和长度，方便吸盘操作；此外，水系电芯采用叠片方式，裁切成上述厚度、宽度和长度的尺寸可以满足10～1000Ah范围系列。当前业内的电芯绝大多数采用卷绕工艺，极片非常狭窄，吸盘难以操作，也有的是采用冲切工艺，但磨具损耗率高，需要高频繁的维护，维护期间需要停顿下来，进行人工更换，形成半自动，或者采用机器人，进行两台冲切磨具轮流更换使用，由于冲切磨具体积庞大，一旦基板运行过程中卡壳，整体产线运行就会停顿，此外，冲切过来会产生很多粉尘碎屑，虽然是负压吸尘，但磨具刀需要时常吹扫，而人员又不能靠近，设备整体联动性比较低，无法进行长期连续稳定工作。

步骤(1)中的裁切可以是一出二或一出一。一出二就是先纵切再横下裁切，一次形成两个基板；一出一是可以是横切或纵切。

本发明采用将基板放置在料盒中通过机器手进行各工序之间的转移，每个料盒内放置100片基板，当料盒转移到需要操作的工序点后，将料盒中的基板取出来，经过处理后转移到下一个料盒，在处理过程中，通过视觉监视装置一直监视，如果处理不好，或者来料不合格，机器手就会自动挑出不合格品，把处理合格的基板转移放入下一个料盒，料盒里面的基板达到一定数量后，就会随流水线或者AGV车转移到下一个工位，本发明采用转移料盒的形式，而不是转移基板，这是因为料盒可以一次性转移100片基板，而且本身定位非常准确，而如果是一片一片转移基板，在转移过程中因为自身重量轻，容易移位，造成下一个工序频繁校正位置，影响操作效率；此外，采用料盒转移的形式，万一机器有故障，需要人工介入时，也不需要直接接触基板，只需要人工搬运或者移动料盒即可。

本发明采用将基板放置在料盒中进行各工序之间的转移，转移到需要操作的工序点后，将料盒中的基板通过真空吸附的吸盘取出来，由于工序中需要多个料盒周转，基板表面会有一定的粉尘存留，后续叠片需要用大量的压缩气，吸盘高速动作，若是极片有粉尘，达到一定量后可能会对叠片机内部的气体管道造成故障和电芯微短路，因此均需要进行叠片之前清粉。

本发明没有采用现有的先大片后小片模式，而是从裁切第一步就定型基板，通过料盒周转，实现全流程非接触式制备极片。

整体上是极片一直在流动，通过机器手，实际上每一个具体工位都是料盒的极片取出来，经过处理后转移到下一个料盒，处理过程中，视觉监视装置一直监视，要是处理不好，或者来料不合格，机器手就会自动挑出，二把处理合格的极片转移放入下一个料盒，料盒里面的极片达到一定数量后，就会随流水线或者AGV车转移到下一个工位(本发明采用转移料盒的方式，而不是采用转移极片的方式，这是因为采用转移料盒的方式一次性可以转移100片，而且本身定位很准，而若是采用一片一片转移极片的方式，在转移过程中因为自身重量轻，容易移位，造成下一个工序频繁校正位置，影响操作效率；此外，采用料盒转移，万一机器发生故障，人工介入时不需要直接接触极片，只需要人工搬运或者移动料盒即可)。

步骤(2)为：基板出来后，通过在线视觉装置检测是否合格，合格标准是：对角正负偏差小于1mm，角度范围为90±1°，没有缺角，基板表面没有裂纹大于1.5mm的间隙，否则，有任意一个缺陷都是不合格的，对于不合格的基板，机器手会抓取到相应的料盒，合格的基板通过机器手抓取，机器手一直抓住合格的基板不动，滚刷自动感应靠近基板边缘清理基板边缘的粉尘，所述滚刷为圆柱形状，滚刷的外表面上有圆形空隙，圆形孔隙的直径为5～10mm，滚刷的内部中间是中空的，连接负压洗尘器，负压为-50～-300Pa，粉尘在负压下通过滚刷被吸到收尘槽。清理粉尘完毕后，机器手把基板放置在焊接极耳的位置。滚刷中空的内部是负压，通过圆形孔隙可以吸入粉尘，从而实现一边滚刷一边清扫，粉尘被负压吸到收尘槽，实现自动清粉，粉尘可控。裁切成基板后，通过在线视觉装置检测是否合格，不合格的通过机器手放置在统一的料盒里，合格的通过机器手抓取，滚刷自动感应靠近基板边缘清粉，基板在周转过程是通过料盒周转的，料盒周转过程中，不需要人工手工搬运，也就不需要人工接触基板。在线视觉装置和机器手、料盒的联动，替代了人工挑出不合格基板的工作，同时协调前后自动线的效率。

步骤(2)中点焊已经切割成型的极耳是：极耳通过圆盘钢带在线激光切割后成型，具体作业过程为：圆盘钢带自动放卷，激光在线切割成带状的极耳，感应到有需要焊接的基板时，在线裁切一片极耳，然后将极耳放置在基板白边处，白边宽度为5～10mm，采用点焊连接，点焊数量3～6个。

步骤(2)中点焊采用的点焊装置有两套，每隔5～20分钟交替使用。点焊焊针使用一段时间后存在粘结的可能，这会造成基板损伤，并影响后续自动化生产停顿，为了降低粘结性，又不影响生产自动化，两套点焊装置交替使用，待用的那一套可以采用负压方式打磨。

步骤(3)中滚压是采用冷压方式，使极耳与基板白边形成一道或两道压痕，每一道的宽度为2～3mm，便于后续焊接；步骤(3)中焊接为激光焊或电阻焊，优选为激光焊。

步骤(3)中的压实是采用单滚轮通过自重进行滚压。双面贴胶采用单滚轮通过自重进行滚压，表面更平整。

本发明激光焊接后可以直接贴胶带，不需要传统的滚压，因为激光焊接之前已经滚压一次，极耳表面比较光滑。

步骤(4)中经称重分选后进行配重，称重分选的具体过程是：将不同重量区间的极片分成组，每一片极片重量偏差在正负0.2g内的分成一组；后续的配重是根据电芯容量需要，将不同组的极片进行混合分组，每一组的上下两外侧的极片为重量轻的，中间的极片是重量重的，且正/负极片组的整体重量差异控制在±5g，即所有正极片总重量与所有负极片总重量的重量差异控制在±5g。

步骤(4)中的Z字型自动叠片是通过隔膜进行正/负极片交替叠片，正/负极片数量比例为n:(n+1)，即负极片比正极片数量多一片。

综上所述，本发明具有以下优点：

(1)本发明提供一种水系电芯的制备方法，工艺简单，环境友好；本发明没有采用现有的先大片后小片模式，而是从裁切第一步就定型基板，通过料盒周转，实现全流程非接触式制备极片，实现全流程非接触式制备极片，并对极片进行自动分选和配重后进行电芯制备。

(2)本发明实现有效减少操作人工85％，极片良品率达到99.5％，电芯良品率100％，产品质量获得极大提升，完全满足新能源车和基站电源用电芯的品质要求。

(3)本发明裁切成基板后，通过在线视觉装置检测是否合格，不合格的通过机器手放置在统一的料盒里，合格的通过机器手抓取，滚刷自动感应靠近基板边缘清粉，基板在周转过程是通过料盒周转的，料盒周转过程中，不需要人工手工搬运，也就不需要人工接触基板。在线视觉装置和机器手、料盒的联动，替代了人工挑出不合格基板的工作，同时协调前后自动线的效率。

(4)本发明设计合理的工艺顺序，并充分考虑点焊、滚压、焊接、贴胶带、清粉、叠片全自动设计，目前业内有的是直接点焊很多个点(采用此种方式容易粘结，需要人工时常进行打磨，只能半自动化)，有的是点焊后直接进行电阻滚焊(采用此种方式焊轮粘结概率高，需要经常打磨，只能手工或者半自动化)，也有的是直接采用激光焊接，没有点焊和滚压，由于基带是泡沫镍，与极耳的接触是点对点，泡沫镍只是表面肋条与极耳存在熔点，有效接触面积实际很低，大电流充放电因为内阻大(有效接触面很低的缘故)而压降快。为了解决上述问题，本发明采用点焊+滚压+激光焊接相结合的方式，由于点焊只是焊接几个点，粘结的概率很低，点焊之后，极耳与基板会有翘边，本发明在点焊后进行滚压，优选冷滚压，不会粘结，让极耳和基板距离很近的同时，还能预先压实基带泡沫镍，方便后续激光焊接，激光焊接是非接触式的融焊，极耳和基板距离近，焊接效果很好，焊接的有效接触面增加；最终提高极片良品率和电芯良品率。是电芯自动制备的一大应用创新。

附图说明

图1是本发明所述的水系电芯的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种水系电芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将浆料与集流体镀镍钢带进行湿法浸渍拉浆，经烘干、400t压力辊压后纵切和横切出一出二的基板，所制得的基板厚度0.34mm，宽度240mm，长度270mm。

(2)基板出来后，通过在线视觉装置检测是否合格，合格标准是：对角正负偏差小于1mm，角度范围为90±1°，没有缺角，基板表面没有裂纹大于1.5mm的间隙，否则，有任意一个缺陷都是不合格的，对于不合格的基板，机器手会抓取到相应的料盒，合格的基板通过机器手抓取，机器手一直抓住合格的基板不动，滚刷自动感应靠近基板边缘清理极片边缘的粉尘，所述滚刷的外表面有圆形空隙，圆形孔隙的直径为10mm，滚刷的内部中间是中空的，连接负压洗尘器，负压为-300Pa，粉尘被负压吸到收尘槽；清理粉尘完毕后，机器手把基板放置在焊接极耳的位置；与此同时，极耳通过圆盘钢带在线激光切割后成型，具体作业过程为：圆盘钢带自动放卷，激光在线切割成带状的极耳，感应到有需要焊接的基板时，在线裁切一片极耳，然后放置在基板白边处，白边宽度10mm，采用点焊连接，点焊数量6个。点焊装置有两套，每隔20分钟交替使用。每一套点焊焊针焊接使用20分钟后，采用负压方式打磨，打磨下来的金属等颗粒自动吸入到收尘器中，焊针等待自动替换。然后点焊成型的极耳。

(3)随后进行滚压和焊接，滚压是采用冷压方式，使得极耳与基板白面形成两道压痕，每一道宽度3mm，便于后续焊接，正极片的焊接为激光焊，负极片的焊接为电阻焊。然后进行双面贴胶带，再次压实后成极片；压实是采用单滚轮通过自重进行滚压，极片白边与极耳焊接重叠出的表面更平整。

(4)经称重分选后进行配重，称重分选的具体过程是将不同重量区间的极片分成组，每一片极片重量偏差在正负0.2g内的分成一组；后续的配重是根据电芯容量需要，将不同组的极片进行混合分组，每一组的上下两外侧的极片为重量轻的，中间的极片是重量重的，正/负极片组的整体重量差异控制在±5g。通过Z自型自动叠片制得电芯，正/负极片数量比例为n：(n+1)，先放负极片在隔膜上，隔膜折叠一层，然后放置一片正极，依次交替，最后放置一片负极片，然后缠绕一圈隔膜，用胶带贴紧固定。

该方法从浆料到电芯整个过程，粉尘可控，无人员接触极片，生产工序CPK指数达到1.65以上，整体自动化流畅，操作人工相对传统工艺方法减少90％，整个制备过程只需要两个人就能完成，浆料利用率99.8％，极片良品率达到99.5％，电芯良品率100％，以此电芯制备的电池经化成后，容量最大极差为1Ah，相对误差为0.2％，完全符合基站电源用电芯的品质要求。该方法是一种适合于400～500Ah基站电源用电芯的制备方法。

实施例2

一种水系电芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将浆料与集流体泡沫镍进行湿法浸渍拉浆，经烘干、600t压力辊压后横切出一出一的基板，所制得的基板厚度0.15mm，宽度50mm，长度50mm。

(2)基板出来后，通过在线视觉装置检测是否合格，合格标准是：对角正负偏差小于1mm，角度范围为90±1°，没有缺角，基板表面没有裂纹大于1.5mm的间隙，否则，有任意一个缺陷都是不合格的，对于不合格的基板，机器手会抓取到相应的料盒，合格的基板通过机器手抓取，机器手一直抓住合格的基板不动，滚刷自动感应靠近基板边缘清理极片边缘的粉尘，所述滚刷的外表面有圆形空隙，圆形孔隙的直径为5mm，滚刷的内部中间是中空的，连接负压洗尘器，负压为-50Pa，粉尘被负压吸到收尘槽；清理粉尘完毕后，机器手把基板放置在焊接极耳的位置；与此同时，极耳通过圆盘钢带在线激光切割后成型，具体作业过程为：圆盘钢带自动放卷，激光在线切割成带状的极耳，感应到有需要焊接的基板时，在线裁切一片极耳，然后放置在基板白边处，白边宽度5mm，采用点焊连接，点焊数量3个。点焊装置有两套，每隔10分钟交替使用。每一套点焊焊针焊接使用10分钟后，采用负压方式打磨，打磨下来的金属等颗粒自动吸入到收尘器中，焊针等待自动替换。然后点焊成型的极耳。

(3)随后进行滚压和焊接，滚压是采用冷压方式，使得极耳与基板白面形成一道压痕，每一道宽度2mm，便于后续焊接，正极片的焊接为电阻焊，负极片的焊接为电阻焊。然后进行双面贴胶带，再次压实后成极片；压实是采用单滚轮通过自重进行滚压，极片白边与极耳焊接重叠出的表面更平整。

(4)经称重分选后进行配重，称重分选的具体过程是是将不同重量区间的极片分成组，每一片极片重量偏差在正负0.2g内的分成一组；后续的配重是根据电芯容量需要，将不同组的极片进行混合分组，每一组的上下两外侧的极片为重量轻的，中间的极片是重量重的，正/负极片组的整体重量差异控制在±1g。通过Z自型自动叠片制得电芯。正/负极片数量比例为n：(n+1)，先放负极片在隔膜上，隔膜折叠一层，然后放置一片正极，依次交替，最后放置一片负极片，然后缠绕一圈隔膜，用胶带贴紧固定。

该方法从浆料到电芯整个过程，粉尘可控，无人员接触极片，生产工序CPK指数达到1.8以上，整体自动化流畅，操作人工相对传统工艺方法减少85％，整个制备过程只需要三个人就能完成，浆料利用率99.8％，极片良品率达到99.5％，电芯良品率100％，以此电芯制备的电池经化成后，容量最大极差为0.05Ah，容量相对误差为1％，完全符合混动车电源用电芯的品质要求。该方法是一种适合于5～10Ah混动车电源用电芯的制备方法。

实施例3

一种水系电芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将浆料与集流体泡沫镍进行湿法喷涂拉浆，经烘干、100t压力辊压后纵切和横切出一出二的基板，所制基板厚度0.28mm，宽度100mm，长度200mm。

(2)基板出来后，通过在线视觉装置检测是否合格，合格标准是：对角正负偏差小于1mm，角度范围为90±1°，没有缺角，基板表面没有裂纹大于1.5mm的间隙，否则，有任意一个缺陷都是不合格的，对于不合格的基板，机器手会抓取到相应的料盒，合格的基板通过机器手抓取，机器手一直抓住合格的基板不动，滚刷自动感应靠近基板边缘清理极片边缘的粉尘，所述滚刷的外表面有圆形空隙，圆形孔隙的直径为7mm，滚刷的内部中间是中空的，连接负压洗尘器，负压为-100Pa，粉尘被负压吸到收尘槽；清理粉尘完毕，机器手把基板放置在焊接极耳的位置；与此同时，极耳通过圆盘钢带在线激光切割后成型，具体作业过程为：圆盘钢带自动放卷，激光在线切割成带状的极耳，感应到有需要焊接的基板时，在线裁切一片极耳，然后放置在基板白边处，白边宽度7mm，采用点焊连接，点焊数量4个。点焊装置有两套，每隔15分钟交替使用。每一套点焊焊针焊接使用15分钟后，采用负压方式打磨，打磨下来的金属等颗粒自动吸入到收尘器中，焊针等待自动替换。然后点焊成型的极耳。

(3)随后进行滚压和焊接，滚压是采用冷压方式，使得极耳与基板白面形成两道压痕，每一道宽度2.5mm，便于后续焊接，正极片的焊接为激光焊，负极片的焊接为激光焊。然后进行双面贴胶带，再次压实后成极片；压实是采用单滚轮通过自重进行滚压，极片白边与极耳焊接重叠出的表面更平整。

(4)经称重分选后进行配重，称重分选的具体过程是是将不同重量区间的极片分成组，每一片极片重量偏差在正负0.2g内的分成一组；后续的配重是根据电芯容量需要，将不同组的极片进行混合分组，每一组的上下两外侧的极片为重量轻的，中间的极片是重量重的，正/负极片组的整体重量差异控制在±3g。通过Z自型自动叠片制得电芯。正/负极片数量比例为n：(n+1)，先放负极片在隔膜上，隔膜折叠一层，然后放置一片正极，依次交替，最后放置一片负极片，然后缠绕一圈隔膜，用胶带贴紧固定。

该方法从浆料到电芯整个过程，粉尘可控，无人员接触极片，生产工序CPK指数达到1.7以上，整体自动化流畅，操作人工相对传统工艺方法减少95％，整个制备过程只需要两个人就能完成，浆料利用率99.9％，极片良品率达到99.5％，电芯良品率100％，以此电芯制备的电池经化成后，容量最大极差为0.5Ah，相对误差为0.2％，完全符合纯电动客车电源用电芯的品质要求。该方法适合于100～300Ah纯电动客车电源用电芯的制备方法。

对比例1

一种水系电芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将浆料与集流体镀镍钢带进行干法浸渍拉浆，经烘干、400t压力辊压后纵切和横切出一出二的基板，所制得的基板厚度0.34mm，宽度240mm，长度270mm；

(2)基板出来后，手工刷粉、手工焊接极耳、半自动贴胶带；

(3)贴胶带后进行滚压，压平胶带与极耳；

(4)通过卷绕机制得电芯，正/负极片数量比例为n：(n+1)，先放负极片在隔膜上，隔膜折叠一层，然后放置一片正极，然后缠绕，最后覆盖一圈隔膜，用胶带贴紧固定。

该方法从浆料到电芯整个过程，基本人工操作，人工周转，粉尘不可控，大量操作人员接触极片，生产工序CPK指数达到0.96左右，操作人员数量相对于实施例1增加5倍以上，浆料利用率90％左右，极片良品率85.3％，电芯良品率94％，以此电芯制备的电池经化成后，容量最大极差为30Ah，相对误差为12％，不符合基站电源用电芯的品质要求。

对比例2

一种水系电芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将浆料与集流体泡沫镍进行湿法浸渍拉浆，经烘干、400t压力辊压后裁切成大片，然后滚焊钢带，采用冲切方式成基板片，所制得的基板厚度0.15mm，宽度50mm，长度50mm；

(2)基极由手工定时取出来，在手工取出来过程中，冲切机停止工作，取出来的基板放到相应的料盒，采用清粉机进行清粉，滚刷自动感应靠近基板边缘清理极片边缘的粉尘，所述滚刷的外表面有圆形空隙，圆形孔隙的直径为10mm，滚刷的内部中间是中空的，连接负压洗尘器，负压为-300Pa，粉尘被负压吸到收尘槽；清理粉尘完毕后，人工转移极片，采用半自动设备进行双面贴胶带，再次压实后成极片；压实是采用单滚轮通过自重进行滚压，极片白边与极耳焊接重叠出的表面更平整；

(3)经称重分选后进行配重，称重分选的具体过程是将不同重量区间的极片分成组，每一片极片重量偏差在正负0.2g内的分成一组；后续的配重是根据电芯容量需要，将不同组的极片进行混合分组，每一组的上下两外侧的极片为重量轻的，中间的极片是重量重的，正/负极片组的整体重量差异控制在±5g。通过Z自型自动叠片制得电芯，正/负极片数量比例为n：(n+1)，先放负极片在隔膜上，隔膜折叠一层，然后放置一片正极，依次交替，最后放置一片负极片，然后缠绕一圈隔膜，用胶带贴紧固定。

该方法从浆料到电芯整个过程，冲切造成的粉尘不可控，期间由操作人员需要三次接触极片，生产工序CPK指数为1.0～1.3，整体半自动化流畅，浆料利用率94.5％，极片良品率95.5％，电芯良品率99％，以此电芯制备的电池经化成后，容量最大极差为0.5Ah，容量相对误差为10％，符合混动车电源用电芯的品质要求，该方法是一种适合于5～10Ah混动车电源用电芯的制备方法，但材料利用率低，生产成本高，良品率不够高。

对比例3

一种水系电芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将浆料与集流体泡沫镍进行湿法喷涂拉浆，经烘干、100t压力辊压后纵切成大片，所制基板厚度0.28mm，宽度100mm，长度2000mm；

(2)大片出来后，通过人工操作，人工选出合格大片，机器手吸盘抓取合格大片，放置在平台上，滚焊极耳，贴胶带，然后裁切成极片；

(3)随后对极片进行清粉和制袋；

(4)通过夹具然后交替叠成电芯。

该方法从浆料到电芯整个过程，粉尘不可控，大量人员接触极片，生产工序CPK指数1.0左右，整体自动化不流畅，整个制备过程需要上百名操作工人维持一条生产线运行，浆料利用率97.5％，极片良品率达到95.5％，电芯良品率92％，以此电芯制备的电池经化成后，容量最大极差为10Ah，相对误差为9％，不完全符合纯电动客车电源用电芯的品质要求。该方法不能适合于100～300Ah纯电动客车电源用电芯的制备方法。

Claims (10)

1.一种水系电芯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将浆料与集流体进行湿法拉浆，经烘干、滚压后裁切成基板；

(2)经筛选后的合格基板进行在线刷粉，然后点焊已经切割成型的极耳；

(3)随后进行滚压和焊接，然后进行双面贴胶带，再次压实后成极片；

(4)经称重分选后进行配重，通过Z字型自动叠片制得电芯。

2.根据权利要求1所述的水系电芯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的集流体是指是泡沫镍或镀镍钢带，步骤(1)中湿法拉浆是采用浸渍或喷涂上浆，步骤(1)中滚压是在100～600t压力下滚压，步骤(1)中裁切是指纵切和横切，步骤(1)中裁切成基板后基板的厚度为0.15～0.34mm，宽度为50～240mm，长度为50～270mm。

3.根据权利要求1所述的水系电芯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中经筛选后的合格基板进行在线刷粉为：基板出来后，通过在线视觉装置检测是否合格，合格标准是：对角正负偏差小于1mm，角度范围为90±1°，没有缺角，基板表面没有裂纹大于1.5mm的间隙；对于不合格的基板，机器手会抓取到相应的料盒，合格的基板通过机器手抓取，机器手一直抓住合格的基板不动，滚刷自动感应靠近基板边缘清理基板边缘的粉尘，清理粉尘完毕后，机器手把基板放置在焊接极耳的位置。

4.根据权利要求3所述的水系电芯的制备方法，其特征在于：所述滚刷的外表面上有圆形空隙，圆形孔隙的直径为5～10mm，滚刷的内部中间是中空的，连接负压洗尘器，负压为-50～-300Pa，粉尘在负压下通过滚刷被吸到收尘槽。

5.根据权利要求1所述的水系电芯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中点焊已经切割成型的极耳是：极耳通过圆盘钢带在线激光切割后成型，然后在线裁切得到极耳，将极耳放置在基板的白边处，白边宽度为5～10mm，采用点焊连接，点焊数量3～6个。

6.根据权利要求1所述的水系电芯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中点焊采用的点焊装置有两套，每隔5～20分钟交替使用。

7.根据权利要求1所述的水系电芯的制备方法，其特征在于：步骤(3)中滚压是采用冷压方式，使极耳与基板白边形成一道或两道压痕，每一道的宽度为2～3mm，便于后续焊接；步骤(3)中焊接为激光焊或电阻焊。

8.根据权利要求1所述的水系电芯的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的压实是采用单滚轮通过自重进行滚压。

9.根据权利要求1所述的水系电芯的制备方法，其特征在于：步骤(4)中称重分选是将不同重量区间的极片分成组，每一片极片重量偏差在正负0.2g内的分成一组；后续的配重是根据电芯容量需要，将不同组的极片进行混合分组，每一组的上下两外侧的极片为重量轻的，中间的极片是重量重的，所有正极片总重量与所有负极片总重量的重量差异控制在±5g。

10.根据权利要求1所述的水系电芯的制备方法，其特征在于：步骤(4)中的Z字型自动叠片是通过隔膜进行正/负极片交替叠片，正/负极片数量比例为n:(n+1)。

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