电池极片的制备装置以及电池极片的制备方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域,具体地涉及一种电池极片的制备装置以及电池极片的制备方法。
背景技术
电池极片是电池的重要组成部件。以锂离子电池为例,在制备锂离子电池的电池极片的过程中,主要是利用湿法制备电池极片,即将活性物质、导电剂和粘结剂加入到溶剂中形成浆料,之后将浆料涂抹到集流体上,浆料干燥后得到电池极片。其中,浆料中的颗粒分散较为困难。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在制备电池极片用的电池浆料中的颗粒分散较为困难的问题,提供一种电池极片的制备装置,该电池极片的制备装置能够将电池粉料压制成片状的料片并将片状的料片固定于集流体以形成电池极片,整个过程无需将电池粉料分散于溶剂中,简化了工艺,而且减少了污染。
为了实现上述目的,本发明一方面提供一种电池极片的制备装置,所述电池极片的制备装置包括:
供料单元,所述供料单元包括能够容纳电极粉料的物料罐,所述物料罐上开设有供所述电极粉料排出的出料口;
压制单元,所述压制单元设置在所述供料单元的下游,所述压制单元设置为能够将由所述出料口排出的所述电极粉料压制形成片状的料片;以及
制片单元,所述制片单元包括设置在所述压制单元的下游的固定机,所述固定机设置为能够将所述料片和集流体固定在一起以形成电池极片。
上述技术方案,通过设置压制单元和制片单元,从而能够将电池粉料压制成片状的料片,然后将所述料片固定在集流体如铝箔或铜箔上以形成所述电池极片,由此,减少了电极粉料分散于溶剂的操作过程和溶剂的干燥的过程,使得整个制备电池极片的过程方便简单,同时减少了环境污染。
优选地,所述压制单元包括设置在所述物料罐的下方的彼此相对设置的一对压辊,所述压辊的旋转轴线平行于水平方向,一对所述压辊之间设置有供由所述出料口投放的电极粉料通过的间隙,并且一对所述压辊设置为能够朝向彼此移动以压制通过所述间隙的电极粉料。
优选地,所述电池极片的制备装置包括供膜单元,所述供膜单元设置为能够向一对所述压辊之间投放膜;
一对所述压辊能够将所述电极粉料压制在所述膜上。
优选地,所述供膜单元包括设置在一对所述压辊上方的一对膜放卷辊,一对所述膜放卷辊分别设置在所述物料罐的两侧,所述膜放卷辊的旋转轴线平行于水平方向,所述膜放卷辊能够围绕所述膜放卷辊的旋转轴线旋转以向一对所述压辊之间投放所述膜;
一对所述压辊能够将所述电极粉料压制在一对所述膜放卷辊所投放的所述膜之间以形成覆膜后的料片。
优选地,所述电池极片的制备装置包括输送单元,所述输送单元包括沿所述料片的输送方向间隔设置的多个输送辊,所述输送辊的旋转轴线平行于水平方向,所述输送辊能够围绕所述输送辊的旋转轴线转动,多个所述输送辊能够共同输送所述料片。
优选地,所述电池极片的制备装置包括设置在所述压制单元和所述固定机之间的膜收卷机构,所述膜收卷机构包括分别设置在所述料片的输送方向的上下两侧的一对膜收卷辊,所述膜收卷辊的旋转轴线平行于水平方向,并且所述膜收卷辊能够围绕所述膜收卷辊的旋转轴线旋转以能够将由所述输送单元所输送的所述料片的相应侧的所述膜缠绕于所述膜收卷辊。
优选地,所述电池极片的制备装置包括设置在所述膜收卷机构和所述固定机之间的压实单元,所述压实单元包括分别设置在所述料片的输送方向的上下两侧的一对第一压实辊,所述第一压实辊的旋转轴线平行于水平方向,一对所述第一压实辊设置为能够朝向彼此移动以压实通过一对所述第一压实辊之间的所述料片。
优选地,所述制片单元包括设置在所述固定机的下游的一对第二压实辊,一对所述第二压实辊分别设置在所述料片的输送方向的上下两侧,所述第二压实辊的旋转轴线平行于水平方向,一对所述第二压实辊设置为能够朝向彼此移动以压实通过一对所述第二压实辊之间的所述电池极片。
本发明第二方面提供一种电池极片的制备方法,所述电池极片的制备方法包括:
步骤S10:将电极料粉压制成片状的料片;
步骤S20:将步骤S10中所获得的料片和集流体固定在一起以形成电池极片。
优选地,所述步骤S10包括:
S10a:将电极料粉投放在一对彼此相对膜之间;
S10b:压制一对所述膜以将所述电极粉料压制在一对所述膜之间,形成覆膜后的所述料片;
所述步骤S20包括:
S20a:剥离所述料片上的膜;
S20b:将剥离所述膜后的所述料片和所述集流体固定在一起以形成电池极片。
附图说明
图1是本发明优选实施方式的电池极片的制备装置的整体结构示意图。
附图标记说明
10-电池极片的制备装置;12-供料单元;120-物料罐;13-输送单元;130-输送辊;14-压制单元;140-压辊;15-膜收卷机构;150-膜收卷辊;16-制片单元;160-固定机;162-第二压实辊;17-压实单元;170-第一压实辊;18-供膜单元;180-膜;182-膜放卷辊。
具体实施方式
在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图和实际应用中所示方位理解,“内、外”是指部件的轮廓的内、外。
本发明提供了一种电池极片的制备装置,电池极片的制备装置10包括供料单元12、压制单元14和制片单元16。其中,供料单元12包括能够容纳电极粉料的物料罐120,物料罐120上开设有供所述电极粉料排出的出料口;压制单元14设置在供料单元12的下游,压制单元14设置为能够将由所述出料口排出的所述电极粉料压制形成片状的料片;制片单元16包括设置在压制单元14的下游的固定机160,固定机160设置为能够将所述料片和集流体固定在一起以形成电池极片,其中,可选用粘贴机作为固定机160,这样,可将所述料片和集流体粘贴在一起以形成电池极片。通过设置压制单元14和制片单元16,从而能够将电池粉料压制成片状的料片,然后将所述料片固定在集流体如铝箔或铜箔上以形成所述电池极片,由此,减少了电极粉料分散于溶剂的操作过程和溶剂的干燥的过程,使得整个制备电池极片的过程方便简单,同时减少了环境污染。
如图1中所示,压制单元14可包括设置在物料罐120的下方的彼此相对设置的一对压辊140,压辊140的旋转轴线可设置为平行于水平方向,可以理解的是,压辊140能够围绕压辊140的旋转轴线进行旋转,一对压辊140之间设置有供由所述出料口投放的电极粉料通过的间隙,并且一对压辊140可设置为能够朝向彼此移动以压制通过所述间隙的电极粉料。可以理解的是,当电极粉料通过一对压辊140之间的间隙时,一对压辊140能够将通过间隙的电极粉料压制成片状的料片。其中,压制得到的所述料片可被输送至下一道工序处。为了更好的压制料片,可使得压辊140所施加的压力优选为3000-4000kgf/cm3;另外,可加热压辊140至90-150℃,也就是说,利用热的压辊140压制所述电极粉料,由此可使得压制得到的料片厚度更加均一、密实度更高。此外,一对压辊140之间所留设的间隙为不大于15毫米,由此可使得一对压辊140能够更好的进行压实。
为了提高压制得到的料片的连续性,电池极片的制备装置10可包括供膜单元18,供膜单元18可设置为能够向一对压辊140之间投放膜180;一对压辊140能够将所述电极粉料压制在膜180上,这样,使得压制得到的所述料片厚度均一,并且所述料片不易掉粉。其中,可根据实际需求选择膜180的材质,例如膜的材质可选用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺以及聚乙烯中的一种或多种。
如图1中所示,供膜单元18可包括设置在一对压辊140上方的一对膜放卷辊182,一对膜放卷辊182可分别设置在物料罐120的两侧,膜放卷辊182的旋转轴线可平行于水平方向,可以理解的是,膜放卷辊182能够围绕膜放卷辊182的旋转轴线旋转,这样,可向一对压辊140之间投放膜180;由此,一对压辊140能够将所述电极粉料压制在一对膜放卷辊182所投放的膜180之间以形成覆膜后的料片。将所述电极粉料压制在一对膜180之间以形成覆膜后的料片,可进一步提高压制得到的料片的连续性,进一步降低掉粉的几率,同时进一步提高了所得到的料片的均一性。
另外,可设置能够输送压制得到的极片的输送单元13以便于将压制得到的极片输送到相应的工序处。优选地,输送单元13可包括沿所述料片的输送方向间隔设置的多个输送辊130,输送辊130的旋转轴线平行于水平方向,可以理解的是,输送辊130能够围绕输送辊130的旋转轴线转动,由此,多个输送辊130能够共同输送所述料片,例如可将料片输送至固定机160处。
如图1中所示,输送辊130可包括多个第一输送辊和多个第二输送辊,输送辊130可按照下述方式排布:多个所述第一输送辊可在压制单元14的下方沿所述料片的输送方向间隔分布,多个所述第二输送辊可在所述第一输送辊的上方沿所述料片的输送方向间隔分布。优选地,可使得所述料片依次缠绕于多个所述第一输送辊和多个所述第二输送辊,在多个输送辊130的共同作用下可将所述料片输送至相应的工序处。
另外,可在压制单元14和固定机160之间设置膜收卷机构15,膜收卷机构15可包括分别设置在所述料片的输送方向的上下两侧的一对膜收卷辊150,膜收卷辊150的旋转轴线优选平行于水平方向,并且膜收卷辊150能够围绕膜收卷辊150的旋转轴线旋转以能够带动由输送单元13所输送的所述料片的相应侧的膜180缠绕于膜收卷辊150。例如,可手动将所输送的所述料片的两侧的膜180分别缠绕于相应的膜收卷辊150,膜收卷辊150的转动,可带动膜180缠绕于相应的膜收卷辊150,由此实现了将膜180剥离于所述料片。
为了进一步提高所述料片的密实性,可在膜收卷机构15和固定机160之间设置压实单元17,以再次压制所述剥离膜180后的料片。
如图1中所示,压实单元17包括分别设置在所述料片的输送方向的上下两侧的一对第一压实辊170,第一压实辊170的旋转轴线优选平行于水平方向,可以明白的是,第一压实辊170可围绕第一压实辊170的旋转轴线旋转,一对第一压实辊170可设置为能够朝向彼此移动以压实通过一对第一压实辊170之间的所述料片。其中,第一压实辊170对所述料片所施加的压力优选为3000-4000kgf/cm3,这样,可进一步提高所述料片的密实度;另外,可加热第一压实辊170至90-150℃,也就是说,可利用热的第一压实辊170压实所述料片,由此可使得料片的厚度更加均一、密实度更高。此外,一对第一压实辊170之间所留设的间隙为不大于15毫米,由此可使得一对第一压实辊170能够更好的进行压实。
如图1中所示,可在固定机160的下游设置一对第二压实辊162,一对第二压实辊162可分别设置在所述料片的输送方向的上下两侧,第二压实辊162的旋转轴线平行于水平方向,可以明白的是,第二压实辊162的可围绕第二压实辊162的旋转轴线旋转,一对第二压实辊162可设置为能够朝向彼此移动以压实通过一对第二压实辊162之间的所述电池极片,这样,可使得所述料片更好的固定于所述集流体,由此可提高所述电池极片的整体牢固性。其中,第二压实辊162对所述电池极片所施加的压力优选为3000-4000kgf/cm3,这样,可进一步提高所述电池极片的牢固性;另外,可加热第二压实辊162至90-150℃,也就是说,可利用热的第二压实辊162压实所述电池极片,由此可使得电池极片的密实度更高。此外,一对第二压实辊162之间所留设的间隙为不大于15mm,由此可使得一对第二压实辊162能够更好的进行压实。
利用本发明所提供的电池极片的制备装置制备电池极片的过程如下:同时向一对压辊140之间投放电极粉料和一对膜180,所述电极粉料夹置在一对膜180之间,一对压辊140压制一对膜180以及夹置在其中的电极粉料,由此压制得到覆膜后的料片;覆膜后的料片被输送辊130输送至膜收卷机构15处,将料片两侧的膜180分别缠绕于相应的膜收卷辊150,膜收卷辊150转动以使得膜180缠绕于相应的膜收卷辊150;在利用膜收卷辊150剥离膜180的同时,利用输送辊130将剥离膜180后的料片输送至压实单元17处,第一压实辊170再次压制料片;再次压制后的料片继续输送到固定机160处,利用固定机160将料片固定于集流体如铝箔或铜箔以得到电池极片;之后,电池极片被输送到第二压实辊162处,一对第二压实辊162将电池极片压实。
本发明还提供了一种电池极片的制备方法,所述电池极片的制备方法包括:步骤S10:将电极料粉压制成片状的料片;步骤S20:将步骤S10中所获得的料片和集流体固定在一起以形成电池极片,优选地,可将步骤S10中所获得的料片和集流体粘贴在一起以形成电池极片。优选地,可利用本发明所提供的电池极片的制备装置制备电池极片。
为了更好的压制电极粉料,可在3000-4000kgf/cm3的压力下压制电极粉料,另外,可在90-150℃下压制电极粉料,以提高所述料片的密实度。
优选地,所述步骤S10包括:S10a:将电极料粉投放在一对彼此相对膜之间;S10b:压制一对所述膜以将所述电极粉料压制在一对所述膜之间,形成覆膜后的所述料片。也就是说,将一对所述膜和所述电极粉料共同压制成料片以形成覆膜后的料片,电池粉料夹置在一对所述膜之间。其中,所述膜所优选的材质在前述内容中已被提及,此处不再赘述。
另外,所述步骤S20可包括:S20a:剥离所述料片上的膜;S20b:将剥离所述膜后的所述料片和所述集流体固定在一起以形成电池极片。
为了提高剥离膜后的料片的密实度,在将剥离所述膜后的所述料片和所述集流体固定在一起以形成电池极片之前,可压实剥离膜后的料片。为了更好的压实料片,可在3000-4000kgf/cm3的压力下进行压实,另外,可在90-150℃下压实料片,以提高所述料片的密实度。
为了使得所述料片和所述集流体更牢固的固定在一起,所述电池极片的制备方法可包括:步骤S30:压实所述电池极片,这样,提高了电池极片的密实度。为了更好的压实电池极片,可在3000-4000kgf/cm3的压力下压实电池极片,另外,可在90-150℃下压实电池极片,以提高所述电池极片的密实度。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。