CN111952546A - 双辊连续辊压装置、锂电池及其正极片的制造方法 - Google Patents

双辊连续辊压装置、锂电池及其正极片的制造方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种双辊连续辊压装置、锂电池及其正极片的制造方法。上述正极片的制造方法包括如下步骤：胶液配制，将溶剂与粘结剂进行第一混合操作，得到极片胶液；向所述极片胶液中加入SEBS增韧剂，进行第二混合操作，得到增韧胶液；向所述增韧胶液中加入导电剂，进行第三混合操作，得到导电胶液；将上述导电剂在上述胶液充分分散后，加入镍钴锰酸锂及石墨颗粒；将完成涂布操作后的正极片放入双辊连续辊压装置进行连续辊压，将上述正极片辊压至目标厚度。本发明采用双辊辊压机设备对电极片进行连续辊压，结合线性结构SEBS的增韧作用和石墨颗粒对电极片所受应力的减缓作用，达到了提升电极片柔韧性的效果。

Description

双辊连续辊压装置、锂电池及其正极片的制造方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种双辊连续辊压装置、锂电池及其正极片的制造方法。
背景技术
目前，由于锂电池具有放电电压高、能量密度高、功率密度高、循环寿命长、无记忆效应等众多优点，在消费电子、电动工具、医疗电子等小型可充放电池领域获得了广泛应用；在电动自行车、纯电动汽车、混合动力汽车、轨道交通、航空航天、船舶舰艇等交通领域正逐步获得推广；在大规模可再生能源接入、电网调峰调频、分布式动力、微网离网、家庭动力、数据中心备用电源、通讯基站、能量回收、绿色建筑等能源领域，以及可穿戴电子、透明电子、机器人等新兴技术领域也显示了较好的应用前景。在市场发展过程中，对电池能量密度的需求也越来越高。
锂电池是由正极、负极、隔膜、电解液等组分组成，通过匀浆、涂布、碾压、分切、卷绕、注液、装配、化成等工艺流程，完成电芯制作。电芯能量密度的提升可从各组分材料克容量和厚度等角度解决。正极方面的能量密度的提升可通过引入高克容量正极材料、提升正极面密度和提升正极压实密度等方式来实现。
但是，随着面密度和压实密度的提升，现有碾压工艺下，正极片柔韧性下降，使极片变脆，导致卷绕时极片褶皱严重，影响电芯卷绕后圆度，并可能造成正极片断片；同时褶皱严重位置活性物质从集流体表面剥落，影响后期容量发挥和电芯循环性能。传统的正极片的碾压工艺一般采用一次冷压，或者多次热压工艺。由于正极片是高能量密度体系，若采用一次冷压工艺，则制造得到的正极片偏脆，柔韧性差，卷绕时易产生褶皱，造成活性物质和集流体分离，影响电芯容量和性能；若采用多次热压工艺，虽可以在一定程度上提升极片柔韧性，但设备的投入成本较大，能耗增加，成本增加大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种双辊连续辊压装置、锂电池及其正极片的制造方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种锂电池的正极片的制造方法，包括以下步骤：
将溶剂与粘结剂进行第一混合操作，得到极片胶液；
向所述极片胶液中加入SEBS增韧剂，进行第二混合操作，得到增韧胶液；
向所述增韧胶液中加入导电剂，进行第三混合操作，得到导电胶液；
将镍钴锰酸锂正极活性材料和石墨颗粒加入至所述导电胶液，进行第四混合操作，得到正极浆料，其中，所述石墨颗粒的粒径小于所述镍钴锰酸锂正极活性材料的粒径；
将所述正极浆料涂覆在铝箔基材上，得到待辊压正极片；
将所述待辊压正极片以第一预定辊压速度进行首次辊压操作，接着，将所述待辊压正极片以第二预定辊压速度进行二次辊压操作。
在其中一个实施例中，所述溶剂为离子水、乙醇、丙酮、异丙醇和N-甲基吡咯烷酮溶剂中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯橡胶乳液、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯腈和聚丙烯酸酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述SEBS增韧剂的添加量为粘结剂重量的4％～6％。
在其中一个实施例中，所述导电剂的添加量为所述正极浆料干混重量的0.8％～1.0％。
在其中一个实施例中，所述镍钴锰酸锂的添加量为所述正极浆料重量的96％～98％。
在其中一个实施例中，所述石墨颗粒的添加量为所述正极浆料重量的0.5％～0.7％。
在其中一个实施例中，所述第一预定辊压速度和所述第二预定辊压速度均为6m/min～12m/min。
一种双辊连续辊压装置，所述双辊连续辊压装置包括两个极片辊压结构和两个承压辊，每一所述极片辊压结构和相应的承压辊共同作用于压实如上述任一实施例所述的锂电池的正极片的制造方法制备得到的正极片。
一种锂电池，包括如上任一实施例所述的锂电池的正极片制备方法制备得到的锂电池的正极片，还包括锂电池负极片、隔膜、正极耳、负极耳和封装包，所述正极耳焊接在所述锂电池的正极片上，所述负极耳焊接在所述锂电池负极片上，所述锂电池的正极片、所述隔膜与所述锂电池负极片层叠卷绕在一起，形成电芯，所述电芯封装于所述封装包内，所述封装包内还填充有电解液。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
1、本发明锂电池的正极片的制造方法中加入了线性结构的SEBS作为增韧剂，线性结构的SEBS在石墨颗粒中的分散尺寸小且比较均匀，线型SEBS的加入能够有效提高共混体系的断裂伸长率，体现出较好的增韧效果。
2、本发明锂电池的正极片的制造方法中加入了石墨颗粒，石墨颗粒的加入能有效减缓极片受到的应力，防止电极片辊压后的“脆片”、“断片”现象。
3、本发明锂电池的正极片的制造方法中采用双辊连续辊压装置对正极片进行连续辊压，结合线性结构SEBS的增韧作用和石墨颗粒对正极片所受应力的减缓作用，从根本上达到了提升正极片柔韧性的效果，与传统工艺采用的一次冷压或者多次热压工艺相比，本发明采用的方法解决了由于正极片柔韧性差，在卷绕时易产生褶皱，造成活性物质和集流体分离的问题，同时减少了设备的投入和能耗，具有工艺简单、柔韧性效果显著和效率高的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为一实施例中锂电池的正极片的制造方法流程图；
图2为一实施例中将正极浆料涂覆在铝箔基材上，得到待辊压正极片的步骤流程图；
图3为一实施例中双辊连续辊压装置的调节示意图；
图4为图3所示的双辊连续辊压装置的一视角的结构示意图；
图5为图3所示的双辊连续辊压装置的又一视角的结构示意图；
图6为一实施例中由任一所述的锂电池的正极片的制造方法制备得到锂电池的正极片的结构示意图；
图7为一实施例中双辊设备连续辊压处理极片的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了提高锂电池的正极片的柔韧性，同时减少了设备的投入和能耗，简化工艺、提高效率。一实施例的锂电池的正极片的制造方法，包括以下步骤的部分或全部：
S100，将溶剂与粘结剂进行第一混合操作，得到极片胶液。
在其中一个实施例中，上述第一混合操作具体包括：首先，低速搅拌5min～15min；然后，进行刮缸操作。通过步骤S100的操作，能够将溶剂和粘结剂进行更均匀地混合，同时增强极片胶液的粘结性，胶液固含量会影响浆料的粒度和粘度，而搅拌速度和时间也是影响极片胶液粘结性的重要因素，搅拌时间太久或速度太高均容易将胶液打坏，而搅拌时间太短或速度太低均会使溶剂和粘结剂混合不均匀。
S200，向所述极片胶液中加入SEBS(Styrene Ethylene Butylene Styrene，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)增韧剂，进行第二混合操作，得到增韧胶液。
在本实施例中，向所述极片胶液中加入SEBS增韧剂，进行第二混合操作，得到增韧胶液，可以将SEBS增韧剂充分混合于所述极片胶液中，同时SEBS增韧剂的加入可以提高锂电池的正极片的柔韧性。
S300，向所述增韧胶液中加入导电剂，进行第三混合操作，得到导电胶液。
在本实施例中，向所述增韧胶液中加入导电剂，进行第三混合操作，得到导电胶液，导电剂胶形成与正极片活性材料协同作用的电子传导网络，使得电极活性颗粒得以良好的电子连接。
S400，将镍钴锰酸锂正极活性材料和石墨颗粒加入至所述导电胶液，进行第四混合操作，得到正极浆料，其中，所述石墨颗粒的粒径小于所述镍钴锰酸锂正极活性材料的粒径。
在本实施例中，将镍钴锰酸锂正极活性材料和石墨颗粒加入至所述导电胶液，进行第四混合操作，得到正极浆料，其中，所述石墨颗粒的粒径小于所述镍钴锰酸锂正极活性材料的粒径，所述石墨颗粒的加入，能够有效减缓电极片受到的应力，防止电极片辊压后出现“脆片”、“断片”的现象。
S500，将所述正极浆料涂覆在铝箔基材上，得到待辊压正极片。
S600，将所述待辊压正极片以第一预定辊压速度进行首次辊压操作，接着，将所述待辊压正极片以第二预定辊压速度进行二次辊压操作。
传统的正极片的碾压工艺一般采用一次冷压，或者多次热压工艺。由于正极片是高能量密度体系，采用一次冷压工艺后，极片偏脆，柔韧性差，卷绕时易产生褶皱，造成活性物质和集流体分离，影响电芯容量和性能，而多次热压工艺，虽然可以在一定程度上提升极片柔韧性，但是此工艺设备投入大、能耗大以及成本高。通过将所述待辊压正极片进行首次辊压操作，接着，将所述待辊压正极片进行二次辊压操作，大大改善了正极片柔韧性，避免了卷绕时易产生褶皱的问题，进而提高了电芯的容量和性能，同时相对于传统的多次热压工艺也较为简单、降低了成本以及提高了效率。
在其中一实施方式中，将所述正极浆料涂覆在铝箔基材上，得到待辊压正极片具体包括如下步骤：
S502，调节涂布口的出料宽度，将所制备的正极浆料均匀涂布在集流体的正面。
S504，在84℃恒温烘箱下搁置4分钟烘干。
S506，测试集流体的面密度，集流体的正面的涂布面密度为100g/m2，若集流体的正面的涂布面密度不达要求，重新调节涂布口的出料宽度，重复步骤S502和步骤S504，直到面密度符合要求。
S508，设定涂布口的出料宽度，并翻转上述正面已涂布的集流体。
S510，将所制备的正极浆料均匀涂布在集流体的反面。
S512，进行烘干操作。
S514，将步骤S512所得的正极片再次翻转至正面，将所制备的正极浆料均匀涂布在上述正极片的正面，然后烘干；之后正极片再次翻转至反面，并再次均匀涂布正极浆料，烘干；重复本步骤中在正面和反面涂布浆料操作，直至正、反两面的涂布面密度是相等的，而且正面的和反面的涂布面密度均在200g/m2～600g/m2范围内。
通过多次翻转涂布的方式，在提高正极片涂布面密度的同时，很好地防止极片出现脱粉现象，在不改变锂电池基本性能的前提下，显著地提高正极片的面密度，进而提高了正极片的涂布辅料量，有效地提高了正极片能量密度。
在其中一实施方式中，进行烘干操作的步骤具体为：采用热风冲击干燥法进行烘干操作，由于极片浆料涂层比较厚，涂布量大，干燥负荷大，采用传统的普通热风对流干燥法或烘缸热传导干燥法的干燥效率低，本申请通过采用热风冲击干燥法，可以进行均匀快速干燥，提高了烘干操作的效率，而且干燥后的涂层无外干内湿或表面皲裂等弊病。
在一实施方式中，所述溶剂为离子水、乙醇、丙酮、异丙醇和N-甲基吡咯烷酮溶剂中的至少一种。在本实施例中，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮溶剂。N-甲基吡咯烷酮溶剂是一种极性的非质子传递溶剂，将N-甲基吡咯烷酮用于制作电极片的溶剂，具有毒性小、沸点高、溶解能力强、选择性强和稳定性好的优点，还可以更好地分散活性物质。
在一实施方式中，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯橡胶乳液、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯腈和聚丙烯酸酯中的至少一种。在实施例中，所述粘结剂为聚偏氟乙烯。具体地，所述粘结剂为高分子量的聚偏氟乙烯。粘结剂的分子量是影响其使用性能的重要因素，如果分子量太小，则需要粘结剂的量更多，并且粘合性能不好，粘结剂使用高分子量粘结剂聚偏氟乙烯可以有效地减少粘合剂的量并提高极片对电解质腐蚀的抵抗力，从而改善电池的性能。
在一实施方式中，所述SEBS增韧剂的添加量为石墨颗粒重量的4％～6％。在本实施例中，所述增韧剂为线性结构的SEBS增韧剂，线性结构的SEBS在石墨颗粒中的分散尺寸小且比较均匀，线型SEBS的加入能够有效提高共混体系的断裂伸长率，体现出较好的增韧效果。
在一实施方式中，所述导电剂的添加量为所述正极浆料干混重量的0.8％～1.0％，所述导电剂为炭黑、导电石墨、碳纤维、乙炔黑、科琴黑、气相生长碳纤维和碳纳米管中的至少一种。干混重量为未加入溶剂之前正极浆料各组分的总重量。在本实施例中，导电胶能够形成与正极片活性材料协同作用的电子传导网络，使得电极活性颗粒得以良好的电子连接，而碳纳米管导电剂与其他导电剂相比，可以更易充分混合于上述胶液中，减少搅拌的时间，还可以提高电池正极的克比容量，间接提高电芯的内部空间，提高电芯的能量密度。导电石墨也具有较好的导电性，其本身颗粒较接近活物质颗粒粒径，颗粒与颗粒之间呈点接触的形式，可以构成一定规模的导电网络结构，提高导电速率的同时用于负极时更可提高负极容量。导电碳纤维具有线性结构，在电极中容易形成良好的导电网络，表现出较好的导电性，因而减轻电极极化，降低电池内阻及改善电池性能。在碳纤维作为导电剂的电池内部，活物质与导电剂接触形式为点线接触，相比于导电炭黑与导电石墨的点点接触形式，不仅有利于提高电极导电性，更能降低导电剂用量，提高电池容量。石墨烯作为新型导电剂，由于其独特的片状结构(二维结构)，与活性物质的接触为点-面接触而不是常规的点点接触形式，这样可以最大化的发挥导电剂等作用，减少导电剂的用量，从而可以多使用活性物质，提升锂电池容量。
在一实施方式中，所述镍钴锰酸锂的添加量为浆料重量的96％～98％。镍钴锰酸锂具有容量高、热稳定性能好、充放电压宽等优良的电化学性能，通过调整其配比与线性结构的SEBS增韧剂、石墨颗粒、碳纳米管导电剂协同作用，在改善极片柔韧性的同时，提升电池正极材料的电化学性能。
在一实施方式中，所述石墨颗粒添加量为浆料重量的0.5％～0.7％。通过加入适量的石墨颗粒，能够有效减缓电极片受到的应力，防止电极片辊压后出现“脆片”、“断片”的现象，石墨颗粒添加量过少，将无法有效减缓电极片受到的应力，而石墨颗粒添加量过多，则容易对后续的涂布操作产生影响，在涂布过程中造成极片表面留有颗粒，质地不均匀的情况。
进一步地，所述石墨颗粒的粒径为16μm～18μm，所述镍钴锰酸锂正极活性材料的粒径为20μm～25μm。
在其中一实施方式中，所述石墨颗粒为KS-15、KS-10、KS-6、SFG-6和SFG-15中的至少一种。在本实施例中，石墨颗粒为KS-15，在正极片中加入石墨颗粒KS-15能有效减缓极片受到的应力，防止电极片辊压后的“脆片”、“断片”现象。
在一实施方式中，将所述待辊压正极片进行两次辊压操作的辊压速度均为6m/min～12m/min。辊压速度的大小会影响极片的辊压效果，由于将所述待辊压正极片进行两次辊压操作的辊压速度均为6m/min～12m/min，避免出现极片的辊压厚度反弹的情形，提高了极片的涂层密度和孔隙率。实验证明，将所述待辊压正极片进行两次辊压操作的辊压速度均为6m/min～12m/min，使辊压后的极片厚度的反弹量较小。
实施例1
先配制胶液，将N-甲基吡咯烷酮溶剂以及高分子量粘结剂聚偏氟乙烯按照固含量为97％的配比制造成极片胶液，低速搅拌5min后进行刮缸，刮缸后，往胶液内加入线性结构的SEBS增韧剂高速搅拌制成胶液，加入量为粘结剂重量的4％，配制好胶液后进行浆料配制，按照干混重量的0.8％比例将碳纳米管导电胶加入到胶液进行混合分散，导电胶在胶液充分分散后，加入浆料重量的96％镍钴锰酸锂及0.5％的石墨颗粒，其中KS-15导电胶的粒径小于正极材料的粒径，调节涂布机涂布口的出料宽度，将所制备的正极浆料均匀涂布在集流体的正面，然后在84℃恒温烘箱下搁置4分钟烘干，再测试面密度，目标正面的单面涂布面密度为100g/m2，若面密度不达要求，重新调节涂布口的出料宽度，重复上述涂布、烘干步骤，直到面密度符合要求；固定涂布口的出料宽度，翻转上述正面已涂布的集流体，将所制备的正极浆料均匀涂布在集流体的反面，然后烘干；将上述步骤所得的正极片再次翻转至正面，将所制备的正极浆料均匀涂布在上述正极片的正面，然后烘干；之后正极片再次翻转至反面，并再次均匀涂布正极浆料，烘干；重复本步骤中在正面和反面涂布浆料操作直至正、反两面的涂布面密度是相等的，而且涂布面密度在200g/m2～600g/m2范围内。将涂布完成后的正极片带有双辊辊压机设备进行辊压，第一次辊压极片厚度为H1，厚度H1值设定为目标厚度的60％，辊压线速度设定为6m/min，第二辊压极片厚度为H2，厚度H2值设定为目标压实厚度，辊压线速度设定为6m/min，辊压完成即可下转到下工序。
实施例2
先配制胶液，将N-甲基吡咯烷酮溶剂以及高分子量粘结剂聚偏氟乙烯按照固含量为99％的配比制造成极片胶液，低速搅拌15min后进行刮缸，刮缸后，往胶液内加入线性结构的SEBS增韧剂高速搅拌制成胶液，加入量为粘结剂重量的6％，配制好胶液后进行浆料配制，按照干混重量的1.0％比例将碳纳米管导电胶加入到胶液进行混合分散，导电胶在胶液充分分散后，加入浆料重量的98％镍钴锰酸锂及0.7％的石墨颗粒，其中KS-15导电胶的粒径小于正极材料的粒径，调节涂布机涂布口的出料宽度，将所制备的正极浆料均匀涂布在集流体的正面，然后在84℃恒温烘箱下搁置4分钟烘干，再测试面密度，目标正面的单面涂布面密度为100g/m2，若面密度不达要求，重新调节涂布口的出料宽度，重复上述涂布、烘干步骤，直到面密度符合要求；固定涂布口的出料宽度，翻转上述正面已涂布的集流体，将所制备的正极浆料均匀涂布在集流体的反面，然后烘干；将上述步骤所得的正极片再次翻转至正面，将所制备的正极浆料均匀涂布在上述正极片的正面，然后烘干；之后正极片再次翻转至反面，并再次均匀涂布正极浆料，烘干；重复本步骤中在正面和反面涂布浆料操作直至正、反两面的涂布面密度是相等的，而且涂布面密度在200g/m2～600g/m2范围内。将涂布完成后的正极片带有双辊辊压机设备进行辊压，第一次辊压极片厚度为H1，厚度H1值设定为目标厚度的80％，辊压线速度设定为12m/min，第二辊压极片厚度为H2，厚度H2值设定为目标压实厚度，辊压线速度设定为12m/min，辊压完成即可下转到下工序。
实施例3
先配制胶液，将N-甲基吡咯烷酮溶剂以及高分子量粘结剂聚偏氟乙烯按照固含量为98％的配比制造成极片胶液，低速搅拌10min后进行刮缸，刮缸后，往胶液内加入线性结构的SEBS增韧剂高速搅拌制成胶液，加入量为粘结剂重量的5％，配制好胶液后进行浆料配制，按照干混重量的0.9％比例将碳纳米管导电胶加入到胶液进行混合分散，导电胶在胶液充分分散后，加入浆料重量的97％镍钴锰酸锂及0.6％的石墨颗粒，其中KS-10导电胶的粒径小于正极材料的粒径，调节涂布机涂布口的出料宽度，将所制备的正极浆料均匀涂布在集流体的正面，然后在84℃恒温烘箱下搁置4分钟烘干，再测试面密度，目标正面的单面涂布面密度为100g/m2，若面密度不达要求，重新调节涂布口的出料宽度，重复上述涂布、烘干步骤，直到面密度符合要求；固定涂布口的出料宽度，翻转上述正面已涂布的集流体，将所制备的正极浆料均匀涂布在集流体的反面，然后烘干；将上述步骤所得的正极片再次翻转至正面，将所制备的正极浆料均匀涂布在上述正极片的正面，然后烘干；之后正极片再次翻转至反面，并再次均匀涂布正极浆料，烘干；重复本步骤中在正面和反面涂布浆料操作直至正、反两面的涂布面密度是相等的，而且涂布面密度在200g/m2～600g/m2范围内。将涂布完成后的正极片带有双辊辊压机设备进行辊压，第一次辊压极片厚度为H1，厚度H1值设定为目标厚度的70％，辊压线速度设定为9m/min，第二辊压极片厚度为H2，厚度H2值设定为目标压实厚度，辊压线速度设定为9m/min，辊压完成即可下转到下工序。
实施例4
先配制胶液，将乙醇、丙酮、异丙醇和N-甲基吡咯烷酮溶剂以及高分子量粘结剂聚偏氟乙烯、丁苯橡胶乳液和羧甲基纤维素按照固含量为98％的配比制造成极片胶液，低速搅拌10min后进行刮缸，刮缸后，往胶液内加入线性结构的SEBS增韧剂高速搅拌制成胶液，加入量为粘结剂重量的5％，配制好胶液后进行浆料配制，按照干混重量的0.9％比例将碳纳米管导电胶、炭黑、导电石墨、碳纤维、乙炔黑、科琴黑及气相生长碳纤维加入到胶液进行混合分散，导电胶在胶液充分分散后，加入浆料重量的97％镍钴锰酸锂及0.6％的石墨颗粒，其中KS-16、KS-10和KS-15导电胶的粒径小于正极材料的粒径，调节涂布机涂布口的出料宽度，将所制备的正极浆料均匀涂布在集流体的正面，然后在84℃恒温烘箱下搁置4分钟烘干，再测试面密度，目标正面的单面涂布面密度为100g/m2，若面密度不达要求，重新调节涂布口的出料宽度，重复上述涂布、烘干步骤，直到面密度符合要求；固定涂布口的出料宽度，翻转上述正面已涂布的集流体，将所制备的正极浆料均匀涂布在集流体的反面，然后烘干；将上述步骤所得的正极片再次翻转至正面，将所制备的正极浆料均匀涂布在上述正极片的正面，然后烘干；之后正极片再次翻转至反面，并再次均匀涂布正极浆料，烘干；重复本步骤中在正面和反面涂布浆料操作直至正、反两面的涂布面密度是相等的，而且涂布面密度在200g/m2～600g/m2范围内。将涂布完成后的正极片带有双辊辊压机设备进行辊压，第一次辊压极片厚度为H1，厚度H1值设定为目标厚度的70％，辊压线速度设定为9m/min，第二辊压极片厚度为H2，厚度H2值设定为目标压实厚度，辊压线速度设定为9m/min，辊压完成即可下转到下工序。
实施例5
先配制胶液，将离子水、乙醇、丙酮、异丙醇和N-甲基吡咯烷酮溶剂以及高分子量粘结剂聚偏氟乙烯、丁苯橡胶乳液和羧甲基纤维素按照固含量为98％的配比制造成极片胶液，低速搅拌11min后进行刮缸，刮缸后，往胶液内加入线性结构的SEBS增韧剂高速搅拌制成胶液，加入量为粘结剂重量的6％，配制好胶液后进行浆料配制，按照干混重量的0.9％比例将碳纳米管导电胶、炭黑、导电石墨、碳纤维、乙炔黑、科琴黑及气相生长碳纤维加入到胶液进行混合分散，导电胶在胶液充分分散后，加入浆料重量的97％镍钴锰酸锂及0.6％的石墨颗粒，其中KS-15、SFG-6和SFG-15导电胶的粒径小于正极材料的粒径，调节涂布机涂布口的出料宽度，将所制备的正极浆料均匀涂布在集流体的正面，然后在84℃恒温烘箱下搁置4分钟烘干，再测试面密度，目标正面的单面涂布面密度为100g/m2，若面密度不达要求，重新调节涂布口的出料宽度，重复上述涂布、烘干步骤，直到面密度符合要求；固定涂布口的出料宽度，翻转上述正面已涂布的集流体，将所制备的正极浆料均匀涂布在集流体的反面，然后烘干；将上述步骤所得的正极片再次翻转至正面，将所制备的正极浆料均匀涂布在上述正极片的正面，然后烘干；之后正极片再次翻转至反面，并再次均匀涂布正极浆料，烘干；重复本步骤中在正面和反面涂布浆料操作直至正、反两面的涂布面密度是相等的，而且涂布面密度在200g/m2～600g/m2范围内。将涂布完成后的正极片带有双辊辊压机设备进行辊压，第一次辊压极片厚度为H1，厚度H1值设定为目标厚度的70％，辊压线速度设定为9m/min，第二辊压极片厚度为H2，厚度H2值设定为目标压实厚度，辊压线速度设定为9m/min，辊压完成即可下转到下工序。
本申请还提供一种双辊连续辊压装置，双辊连续辊压装置包括两个极片辊压结构和两个承压辊，每一所述极片辊压结构和相应的承压辊共同作用于压实如上述任一实施例所述的锂电池的正极片的制造方法制备得到的正极片。
如图3至图5所示，一实施例中，双辊连续辊压装置10包括机架100、挤压辊机构200以及动力机构300。挤压辊机构200包括第一挤压辊组件200a和第二挤压辊组件200b，第一挤压辊组件200a和第二挤压辊组件200b并排设置，第一挤压辊组件200a包括相对设置的第一主动挤压辊210和第一从动挤压辊220，第二挤压辊组件200b包括相对设置的第二主动挤压辊230和第二从动挤压辊240，第一主动挤压辊210、第一从动挤压辊220、第二主动挤压辊230和第二从动挤压辊240均转动设置于机架100。动力机构300包括电机和变速器，电机安装于机架，电机的动力输出轴与变速器的输入端连接，变速器的输出端分别与第一主动挤压辊轴及第二主动挤压辊轴连接。
在本实施例中，请一并参阅图1至图3，由于第一主动挤压辊210与变速器的输出端连接，电机的动力输出轴与变速器的输入端连接，使电机通过变速器驱动第一主动挤压辊210相对于机架100转动，当正极片输送至第一主动挤压辊210和第一从动挤压辊220之间时，通过第一主动挤压辊210的转动辊压并带动正极片输出，在第一主动挤压辊210的转动辊压正极片时，正极片还与第一从动挤压辊220摩擦抵接，进而带动第一从动挤压辊220相对于机架转动，也就是说，在第一主动挤压辊210和第一从动挤压辊220摩擦抵接作用下，实现对正极片进行第一次辊压，以将正极片辊压至正极片的初始厚度的60％～80％；接着，正极片输送至第二从动挤压辊240轴的一端与第二主动挤压辊230之间，当正极片输送至第二主动挤压辊230和第二从动挤压辊240之间时，通过第二主动挤压辊230的转动辊压并带动正极片输出，在第二主动挤压辊230的转动辊压正极片时，正极片还与第二从动挤压240辊摩擦抵接，进而带动第二从动挤压辊240相对于机架转动，也就是说，在第二主动挤压辊230和第二从动挤压辊240摩擦抵接作用下，实现对正极片进行第二次辊压，以将正极片辊压至目标厚度，可以实现对正极片进行连续辊压，从而提高正极片辊压后的柔韧性，避免了一次性辊压所造成的极片偏脆、柔韧性差的问题，同时避免了三次以上热压存在投入设备量大、能耗大和成本高。此外，通过动力机构300中的变速器，电池极片辊压机在启停过程中或根据工艺需要可以对挤压辊机构进行变速。
在其中一个实施例中，第一主动挤压辊210、第一从动挤压辊220、第二主动挤压辊230和第二从动挤压辊240表面均设有发热层，使第一主动挤压辊210和第一从动挤压辊220共同作用压实于正极片的过程中同时对正极片进行加热；同理，第二主动挤压辊230和第二从动挤压辊240共同作用压实于正极片的过程中同时对正极片进行加热，提高了正极片的辊压效果。
在本实施例中，第一主动挤压辊210、第一从动挤压辊220、第二主动挤压辊230和第二从动挤压辊240表面均设有发热层，其中，发热层为电发热材料，例如PET加热膜、环氧板加热片发热材料或铝板加热板加热材料。通过电机分别与第一主动挤压辊210、第一从动挤压辊220、第二主动挤压辊230和第二从动挤压辊240连接，第一主动挤压辊210、第一从动挤压辊220、第二主动挤压辊230和第二从动挤压辊240均可以对经过的电池极片进行加热，通过调整电池极片辊压温度可以直接影响辊压过程中的电池极片的变形抗力和塑性变形量，进而提高电池极片的柔韧性。
进一步地，第一主动挤压辊210、第一从动挤压辊220、第二主动挤压辊230和第二从动挤压辊240均设有温度传感器800。通过温度传感器800对第一主动挤压辊210、第一从动挤压辊220、第二主动挤压辊230和第二从动挤压辊240的温度进行实时监控，可以及时反馈电池极片辊压时的温度，进而及时调整辊压温度，改善正极片的变形抗力和塑性变形量，提高正极片的柔韧性。
在其中一个实施例中，机架100包括机架主体110、第一安装架120和第二安装架130，第一安装架120和第二安装架130均滑动设置于所述机架主体110，使第一安装架120和第二安装架130相对于机架主体110的位置均可以调整。第一从动挤压辊220和第二从动挤压辊240均转动安装于所述机架主体110，第一主动挤压辊210转动安装于第一安装架120，第二主动挤压辊230转动安装于第二安装架130。
在本实施例中，通过移动第一安装架120，第一主动挤压辊210随第一安装架120一起相对于机架主体110移动，进而可以调整第一主动挤压辊210与第一从动挤压辊220之间的间隙，通过调整第一主动挤压辊210与第一从动挤压辊220之间的间隙，调整正极片在第一次辊压过程中所受到的压力，从而改善正极片的变形抗力和塑性变形量，提高正极片的柔韧性；同理，通过移动第二安装架130，第二主动挤压辊230随第二安装架130一起相对于机架主体110移动，进而可以调整第二主动挤压辊230与第二从动挤压辊240之间的间隙，通过调整第二主动挤压辊230与第二从动挤压辊240之间的间隙，调整正极片在第二次辊压过程中所受到的压力，从而改善正极片的变形抗力和塑性变形量，提高正极片的柔韧性。
在其中一个实施例中，机架100还包括第一定位件和第二定位件，第一安装架120开设有第一定位孔，机架主体110开设有多个第二定位孔，第一定位件分别位于第一定位孔和其中一个第二定位孔内；第二安装架130开设有第三定位孔，机架主体110开设有多个第四定位孔，第二定位件分别位于第三定位孔和其中一个第四定位孔内。
在本实施例中，第一定位件分别位于第一定位孔和其中一个第二定位孔内，而机架主体110开设有多个第二定位孔，通过将第一定位件从其中一个第二定位孔内滑动至另一个第二定位孔内，实现第一安装架120在机架主体110上的定位滑动，第一主动挤压辊转动210安装于第一安装架120，也就是说，第一主动挤压辊210可以通过第一安装架120相对于机架主体110滑动至不同位置，实现第一主动挤压辊210与第一从动挤压辊220的相对位置的调整。第二定位件分别位于第三定位孔和其中一个第四定位孔内，而机架主体110开设有多个第四定位孔，通过将第一定位件从其中一个第四定位孔内滑动至另一个第四定位孔内，实现第二安装架130在机架主体110上的定位滑动，第二主动挤压辊230转动安装于第二安装架130，也就是说，第二主动挤压辊230可以通过第二安装架130相对于机架主体110滑动至不同位置，实现第二主动挤压辊230与第二从动挤压辊240的相对位置的调整。如此，实现第一挤压辊组件200a和第二挤压辊组件200b对正极片的压力的调节。具体地，第一定位件和第二定位件均为定位销。可以理解，在其他实施例中，第一定位件和第二定位件均还可以为定位钉。
在其中一个实施例中，双辊连续辊压装置10还包括第一调节机构600和第二调节机构700，第一调节机构600设置于机架100，第一调节机构600的调节端与第一主动挤压辊210连接，第二调节机构700设置于机架100，第二调节机构700的调节端与第二主动挤压辊230连接。
在本实施例中，第一调节机构600的调节端与第一主动挤压辊210连接，通过第一调节机构600调节第一主动挤压辊210相对于机架主体110滑动的位置。第二调节机构700的调节端与第二主动挤压辊230连接，通过第二调节机构700调节第二主动挤压辊230相对于机架主体110滑动的位置。
在其中一个实施例中，第一调节机构600包括第一转动杆610和第一螺母座620，第一螺母座620套设于第一转动杆610并与第一转动杆610螺纹连接，且第一螺母座620还与机架100连接，第一转动杆610与第一安装架120转动连接。
在本实施例中，第一转动杆610与第一螺母座620螺纹连接，通过转动第一转动杆610，第一转动杆610带动第一安装架120相对于机架主体110滑动，也就是说，通过调节第一转动杆610，可以调节第一安装架120相对于机架主体110运动，使第一定位孔与其中一个第二定位孔对应，从而调节第一主动挤压辊210与第一从动挤压辊220之间的间隙，调整正极片在第一次辊压过程中所受到的压力，从而改善正极片的变形抗力和塑性变形量，提高正极片的柔韧性。
在其中一个实施例中，第二调节机构700包括第二转动杆710和第二螺母座720，第二螺母座720套设于第二转动杆710并与第二转动杆710螺纹连接，且第二螺母座720还与机架100连接，第二转动杆710与第二安装架130转动连接。
在本实施例中，第二转动杆710与第二螺母座720螺纹连接，通过转动第二转动杆710，第二转动杆710带动第二安装架130相对于机架主体110滑动，也就是说，通过调节第二转动杆710，可以调节第二安装架130相对于机架主体110运动，使第三定位孔与其中一个第四定位孔对应，从而调节第二主动挤压辊230与第二从动挤压辊240之间的间隙，调整正极片在第二次辊压过程中所受到的压力，从而改善正极片的变形抗力和塑性变形量，提高正极片的柔韧性。
在其中一个实施例中，所述变速器为无极变速器。在本实施例中，变速器为无级变速器，可以实现挤压辊机构快速启停或变速，提高双辊连续辊压装置辊压正极片的效率。
在其中一个实施例中，双辊连续辊压装置10还包括第一中间传输带和第二中间传输带，第一中间传输带分别套设于第一主动挤压辊210和第一从动挤压辊220，第二中间传输带分别套设于第二主动挤压辊230和第二从动挤压辊240。
在本实施例中，由于第一主动挤压辊210与变速器的输出端连接，电机的动力输出轴与变速器的输入端连接，使电机通过变速器驱动第一主动挤压辊210相对于机架100转动，第一主动挤压辊210通过第一中间传输带带动第一从动挤压辊220一起同步转动，使第一主动挤压辊210和第一从动挤压辊220对正极片的辊压更均匀，有助于提高正极片的一致性和正极片活性物质的压实密度。第二主动挤压辊230与变速器的输出端连接，电机的动力输出轴与变速器的输入端连接，使电机通过变速器驱动第二主动挤压辊230相对于机架100转动，第二主动挤压辊230通过第二中间传输带带动第二从动挤压辊240一起保持同步转动，使第二主动挤压辊230和第二从动挤压辊240对正极片的辊压更均匀，有助于提高正极片的一致性和正极片活性物质的压实密度。
具体地，第一主动挤压辊210包括第一主动转轴和第一主动辊体，第一主动转轴转动连接于第一安装架120，第一主动辊体套设于第一主动转轴。第一从动挤压辊220包括第一从动转轴和第一从动辊体，第一从动转轴转动连接于机架主体110，第一从动辊体套设于第一从动转轴。第一中间传输带分别套设于第一主动转轴和第一从动转轴。在本实施例中，第一中间传输带为弹性皮带，使第一中间传输带具有较好的弹性。
第二主动挤压辊230包括第二主动转轴和第二主动辊体，第二主动转轴转动连接于第二安装架130，第二主动辊体套设于第二主动转轴。第二从动挤压辊240包括第二从动转轴和第二从动辊体，第二从动转轴转动连接于机架主体110，第二从动辊体套设于第二从动转轴。第二中间传输带分别套设于第二主动转轴和第二从动转轴。在本实施例中，第二中间传输带为弹性皮带，使第二中间传输带具有较好的弹性。
本申请还提供一种锂电池，包括如上任一实施例的正极片制备方法制备得到的正极片，还包括锂电池负极片、隔膜、正极耳、负极耳和封装包，正极耳焊接在锂电池正极片上，负极耳焊接在锂电池负极片上，锂电池正极片、隔膜与锂电池负极片层叠卷绕在一起，形成电芯，电芯封装于所述封装包内，封装包内还填充有电解液。
如图6所示，一实施例中，正极片900包括正极铝箔基材层910、正极浆料填充部920、多个正极活性颗粒体930和多个石墨导电颗粒体940。正极铝箔基材层910表面涂覆正极浆料；正极浆料填充部920粘结于正极铝箔基材层910上；各正极活性颗粒体930均包覆于正极浆料填充部920内，并且至少一个正极活性颗粒体930还与正极铝箔基材层910抵接；石墨导电颗粒体940的粒径小于正极活性颗粒体930的粒径，各石墨导电颗粒体940均包覆于正极浆料填充部920内，至少一个石墨导电颗粒体940还与正极活性颗粒体930抵接。
在本实施例中，锂电池的正极片900中设有多个石墨导电颗粒体940，至少一个石墨导电颗粒体940还与锂电池的正极片900中的正极活性颗粒930抵接，其中石墨导电颗粒体940的粒径小于正极活性颗粒体的粒径，在锂电池的正极片900辊压过程中，石墨导电颗粒940分担了一部分来自挤压辊的压力，有效地减缓了正极片900所受到的应力，使得经过辊压后的正极片900中的正极活性颗粒300之间的间隙增大，避免正极活性颗粒体300与正极浆料填充部200相互粘结的压实密度过大而导致正极片硬脆，从而提升了正极片900的柔韧性。
在其中一个实施例中，正极铝箔基材层910的厚度为11μm～17μm。在本实施例中，正极铝箔基材层910的作用是将正极材料填充部920在电池充放电时反应所产生的电流导出，正极铝箔基材层910不参与电池反应，在电池反应中保持惰性。
在其中一个实施例中，正极活性颗粒体930的粒径为20μm～25μm。在本实施例中，正极活性颗粒体930为镍钴锰酸锂，镍钴锰酸锂具有容量高、热稳定性能好、充放电压宽等优良的电化学性能。
在其中一个实施例中，石墨导电颗粒体940的粒径为16μm～18μm。石墨导电颗粒体940的粒径小于正极活性颗粒体930的粒径，在锂电池的正极片900辊压过程中，石墨导电颗粒940分担了一部分来自压辊的压力，有效地减缓了正极片900所受到的应力，使得经过辊压后的正极片900中的正极活性颗粒930之间的间隙增大，避免正极活性颗粒体930与正极浆料填充部920相互粘结的压实密度过大而导致正极片900硬脆，从而提升了正极片900的柔韧性。
进一步地，石墨导电颗粒体940为KS-15、KS-10、KS-6、SFG-6和SFG-15中的至少一种。在本实施例中，石墨颗粒为KS-15，在正极片900中加入石墨颗粒KS-15能有效减缓正极片900受到的应力，防止正极片900辊压后的“脆片”、“断片”现象。
在其中一个实施例中，正极浆料填充部920的面密度为80㎎/㎝2～90㎎/㎝2。在本实施例中，通过增加了单位面积的正极浆料敷料量，减少电芯内部其他材料如隔膜、集流体等的使用体积，从而增加电池内部的正极片的有效比重，提升倍率放电性能与高能量密度性能。
在其中一个实施例中，正极浆料填充部920还填充有导电剂和增韧剂。在本实施例中，导电剂为炭黑、导电石墨、碳纤维、乙炔黑、科琴黑、气相生长碳纤维和碳纳米管中的至少一种。导电剂能够形成与正极片活性材料协同作用的电子传导网络，使得电极活性颗粒得以良好的电子连接，碳纳米管导电剂与其他导电剂相比，可以更易充分混合于胶液中，减少搅拌的时间，还可以提高电池正极的克比容量，间接提高电芯的内部空间，提高电芯的能量密度。导电石墨也具有较好的导电性，其本身颗粒较接近活物质颗粒粒径，颗粒与颗粒之间呈点接触的形式，可以构成一定规模的导电网络结构，提高导电速率的同时用于负极时更可提高负极容量。导电碳纤维具有线性结构，在电极中容易形成良好的导电网络，表现出较好的导电性，因而减轻电极极化，降低电池内阻及改善电池性能。在碳纤维作为导电剂的电池内部，活物质与导电剂接触形式为点线接触，相比于导电炭黑与导电石墨的点点接触形式，不仅有利于提高电极导电性，更能降低导电剂用量，提高电池容量。石墨烯作为新型导电剂，由于其独特的片状结构即二维结构，与活性物质的接触为点-面接触而不是常规的点点接触形式，这样可以最大化的发挥导电剂等作用，减少导电剂的用量，从而可以多使用活性物质，提升锂电池容量。所述增韧剂为线性结构的SEBS(Styrene Ethylene ButyleneStyrene，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)增韧剂，线性结构的SEBS在石墨颗粒中的分散尺寸小且比较均匀，线型SEBS的加入能够有效提高共混体系的断裂伸长率，体现出较好的增韧效果。
在其中一个实施例中，正极铝箔基材层910设有用于与正极极耳相对接的极耳对接部。通过用于与正极极耳相对接的极耳对接部将正极耳焊接在锂电池的正极片900上。
与现有技术相比，本发明所提供的锂电池的正极片至少具有以下优点：
1、本发明锂电池的正极片的制造方法中加入了线性结构的SEBS作为增韧剂，线性结构的SEBS在石墨颗粒中的分散尺寸小且比较均匀，线型SEBS的加入能够有效提高共混体系的断裂伸长率，体现出较好的增韧效果。
2、本发明锂电池的正极片的制造方法中加入了石墨颗粒，石墨颗粒的加入能有效减缓极片受到的应力，防止电极片辊压后的“脆片”、“断片”现象。
3、本发明锂电池的正极片的制造方法中采用双辊连续辊压装置对正极片进行连续辊压，结合线性结构SEBS的增韧作用和石墨颗粒对正极片所受应力的减缓作用，从根本上达到了提升正极片柔韧性的效果，与传统工艺采用的一次冷压或者多次热压工艺相比，本发明采用的方法解决了由于正极片柔韧性差，在卷绕时易产生褶皱，造成活性物质和集流体分离的问题，同时减少了设备的投入和能耗，具有工艺简单、柔韧性效果显著和效率高的优势。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种锂电池的正极片的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
将溶剂与粘结剂进行第一混合操作，得到极片胶液；
向所述极片胶液中加入SEBS增韧剂，进行第二混合操作，得到增韧胶液；
向所述增韧胶液中加入导电剂，进行第三混合操作，得到导电胶液；
将镍钴锰酸锂正极活性材料和石墨颗粒加入至所述导电胶液，进行第四混合操作，得到正极浆料，其中，所述石墨颗粒的粒径小于所述镍钴锰酸锂正极活性材料的粒径；
将所述正极浆料涂覆在铝箔基材上，得到待辊压正极片；
将所述待辊压正极片以第一预定辊压速度进行首次辊压操作，接着，将所述待辊压正极片以第二预定辊压速度进行二次辊压操作。
2.根据权利要求1所述的锂电池的正极片的制造方法，其特征在于，所述溶剂为离子水、乙醇、丙酮、异丙醇和N-甲基吡咯烷酮溶剂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的锂电池的正极片的制造方法，其特征在于，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯橡胶乳液、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯腈和聚丙烯酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的锂电池的正极片的制造方法，其特征在于，所述SEBS增韧剂的添加量为所述粘结剂重量的4％～6％。
5.根据权利要求1所述的锂电池的正极片的制造方法，其特征在于，所述导电剂的添加量为所述正极浆料干混重量的0.8％～1.0％。
6.根据权利要求1所述的锂电池的正极片的制造方法，其特征在于，所述镍钴锰酸锂的添加量为所述正极浆料重量的96％～98％。
7.根据权利要求1所述的锂电池的正极片的制造方法，其特征在于，所述石墨颗粒的添加量为所述正极浆料重量的0.5％～0.7％。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的锂电池的正极片的制造方法，其特征在于，所述第一预定辊压速度和所述第二预定辊压速度均为6m/min～12m/min。
9.一种双辊连续辊压装置，其特征在于，所述双辊连续辊压装置包括两个极片辊压结构和两个承压辊，每一所述极片辊压结构和相应的承压辊共同作用于压实如权利要求1至8中任一项所述的锂电池的正极片的制造方法制备得到的正极片。
10.一种锂电池，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一所述的锂电池的正极片制备方法制备得到的正极片，所述锂电池还包括负极片、隔膜、正极耳、负极耳和封装包，所述正极耳焊接在所述正极片上，所述负极耳焊接在所述负极片上，所述正极片、所述隔膜与所述负极片层叠卷绕在一起，形成电芯，所述电芯封装于所述封装包内，所述封装包内还填充有电解液。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113113559A (zh) * 2021-03-29 2021-07-13 惠州市超聚电池有限公司 电芯极片辊压方法及电芯极片
CN113964389A (zh) * 2021-09-15 2022-01-21 捷威动力工业嘉兴有限公司 一种新型电池封装装置
CN115881893A (zh) * 2023-02-20 2023-03-31 四川新能源汽车创新中心有限公司 薄膜极片及其制备方法和应用
WO2023065956A1 (zh) * 2021-10-20 2023-04-27 江苏时代新能源科技有限公司 极片成型装置、极片成型工艺和极片成型用压辊
WO2024020821A1 (zh) * 2022-07-27 2024-02-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极极片及其制备方法、二次电池和用电装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202423449U (zh) * 2011-11-30 2012-09-05 凯迈（江苏）机电有限公司 一种锂电池极片辊压加工设备
CN104009207A (zh) * 2014-06-16 2014-08-27 浙江金开来新能源科技有限公司 一种可实现两次辊压的锂电池极片轧机
CN203944669U (zh) * 2014-06-26 2014-11-19 天津神鹿能源有限公司 蓄电池极片的辊压结构
CN104259075A (zh) * 2014-09-05 2015-01-07 中山市电赢科技有限公司 一种水性磷酸铁锂电池正极片涂布加工方法
CN108270009A (zh) * 2017-01-01 2018-07-10 深圳格林德能源有限公司 一种镍钴锰酸锂正极片柔韧性改善工艺
CN109428075A (zh) * 2017-08-26 2019-03-05 深圳格林德能源有限公司 一种高压实密度镍钴锰酸锂正极片柔韧性的改善工艺
CN109638235A (zh) * 2018-11-09 2019-04-16 清华大学 金属锂表面保护方法及设备、负极极片和锂电池
CN210429958U (zh) * 2019-09-20 2020-04-28 青岛九环新越新能源科技股份有限公司 固态储能装置双辊复合生产设备
CN210628412U (zh) * 2019-11-26 2020-05-26 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种碱金属复合负极的制作设备
CN111403738A (zh) * 2020-03-19 2020-07-10 湖北容百锂电材料有限公司 电芯的正极活性材料、高电压高倍率电芯及其制作方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202423449U (zh) * 2011-11-30 2012-09-05 凯迈（江苏）机电有限公司 一种锂电池极片辊压加工设备
CN104009207A (zh) * 2014-06-16 2014-08-27 浙江金开来新能源科技有限公司 一种可实现两次辊压的锂电池极片轧机
CN203944669U (zh) * 2014-06-26 2014-11-19 天津神鹿能源有限公司 蓄电池极片的辊压结构
CN104259075A (zh) * 2014-09-05 2015-01-07 中山市电赢科技有限公司 一种水性磷酸铁锂电池正极片涂布加工方法
CN108270009A (zh) * 2017-01-01 2018-07-10 深圳格林德能源有限公司 一种镍钴锰酸锂正极片柔韧性改善工艺
CN109428075A (zh) * 2017-08-26 2019-03-05 深圳格林德能源有限公司 一种高压实密度镍钴锰酸锂正极片柔韧性的改善工艺
CN109638235A (zh) * 2018-11-09 2019-04-16 清华大学 金属锂表面保护方法及设备、负极极片和锂电池
CN210429958U (zh) * 2019-09-20 2020-04-28 青岛九环新越新能源科技股份有限公司 固态储能装置双辊复合生产设备
CN210628412U (zh) * 2019-11-26 2020-05-26 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种碱金属复合负极的制作设备
CN111403738A (zh) * 2020-03-19 2020-07-10 湖北容百锂电材料有限公司 电芯的正极活性材料、高电压高倍率电芯及其制作方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113113559A (zh) * 2021-03-29 2021-07-13 惠州市超聚电池有限公司 电芯极片辊压方法及电芯极片
CN113113559B (zh) * 2021-03-29 2022-09-16 惠州市超聚电池有限公司 电芯极片辊压方法及电芯极片
CN113964389A (zh) * 2021-09-15 2022-01-21 捷威动力工业嘉兴有限公司 一种新型电池封装装置
WO2023065956A1 (zh) * 2021-10-20 2023-04-27 江苏时代新能源科技有限公司 极片成型装置、极片成型工艺和极片成型用压辊
WO2024020821A1 (zh) * 2022-07-27 2024-02-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极极片及其制备方法、二次电池和用电装置
CN115881893A (zh) * 2023-02-20 2023-03-31 四川新能源汽车创新中心有限公司 薄膜极片及其制备方法和应用
CN115881893B (zh) * 2023-02-20 2023-05-23 四川新能源汽车创新中心有限公司 薄膜极片及其制备方法和应用

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