CN112310338B - 极片压延系统及极片压延工艺 - Google Patents

极片压延系统及极片压延工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种极片压延系统及极片压延工艺。采用本发明的极片压延系统进行极片压延工艺，包括以下步骤：向压辊的辊面涂布防粘油后对极片进行压延，压延过程中，对辊面间歇式涂布防粘油，整个压延过程中，每次涂布在辊面上的防粘油的用量为0.012～0.12g/m2极片。本发明通过在压延时在辊面涂布防粘油，可以改善极片压延过程中造成的粘辊现象，减少粘辊次数和粘辊面积。

Description

极片压延系统及极片压延工艺
技术领域
本发明涉及一种电池制备技术领域，尤其涉及一种极片压延系统及极片压延工艺。
背景技术
锂离子电池是将正极极片、负极极片、隔离纸按照卷绕/叠片方式排列好放入特定容器内，再注液封口完成。
现行负极片的制作流程大体包括：混浆、涂布、压延、分切等4个步骤；其中负极片在压延时由于以下几种原因易发生粘辊现象：1.石墨/硅系材料的颗粒形状不规整导致难压实；2.极片未烘干或因吸水导致剥离强度低；3.极片过烘干导致剥离强度低；4.极片本身粘结性差；5.涂布形状不均一导致局部较密实，压延时过压；6.压实密度过高等。
当压延步骤出现粘辊时，容易造成极片局部活物质剥离露出芯材或者是活物质量减少，导致在电池使用过程易发生析锂现象。同时粘在压延辊表面的活物质如不及时清除，易在后续压延其他极板时，在其他极板表面形成凹痕；或造成与其他极片接触处过压而再次发生活物质剥离，形成恶性循环，造成大面积不良极片发生。因此，出现粘辊后必须对压延辊进行清扫，而因清扫粘辊痕迹则又会降低生产效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种极片压延系统及极片压延工艺，本发明通过在压延时在辊面涂布防粘油，可以改善极片压延过程中造成的粘辊现象，减少粘辊次数和粘辊面积。
本发明的第一个目的是提供一种极片压延工艺，采用极片压延系统进行压延极片，极片的至少一侧面设有用于压延极片的压辊，压辊绕自身轴线旋转，极片的至少一侧面设有供油装置，供油装置包括储油单元、与储油单元连接的出油单元和驱动单元，储油单元用于盛放防粘油并将防粘油供给出油单元，出油单元具有出油口，出油口对准压辊的辊面设置，驱动单元用于驱动出油单元沿辊面的宽度方向移动；
极片压延工艺包括以下步骤：
向所述压辊的辊面涂布防粘油后对所述极片进行压延，压延过程中，对所述辊面间歇式涂布所述防粘油，整个压延过程中，每次涂布在所述辊面上的防粘油的用量为0.012～0.12g/m2极片。
进一步地，极片压延系统还包括防粘油均布单元，防粘油均布单元正对辊面设置且与压辊相接触。防粘油均布单元用以将滴落在辊面的防粘油分散，达到防粘油在辊面分布均匀的目的。
进一步地，防粘油均布单元位于出油口的下方。
进一步地，防粘油均布单元包括毛毡。
进一步地，出油单元包括喷管，喷管设有喷油嘴。
进一步地，极片的两侧各设有至少一个压辊。
进一步地，储油单元包括储油桶及打油泵，储油桶用于盛放防粘油。
进一步地，驱动单元为气缸。
进一步地，极片压延系统，用于压延锂离子电池负极。
进一步地，压延过程中，极片每行走10-80m对辊面涂布一次防粘油。或者，压延过程中，每隔10～120s涂一次防粘油。
进一步地，极片为负极极片，负极极片选自石墨负极、含硅氧负极、含硅碳负极等。
进一步地，防粘油选自硅油、冲压油、冲剪油、矿物油、甘油酯、乙二醇、环烷基油类、含硫类烷烃、含硅类芳烃、甘油、含硫类芳烃、植物油、硬酸酯、苯乙烯和胺类化合物中的一种或几种。
进一步地，防粘油在40℃条件下的粘度为1.10-1.65mm2/s。
进一步地，极片的厚度为50-400μm。极片的压实密度为1.4-1.9g/cm3。
本发明中，“0.012～0.12g/m2极片”的含义是，以极片的面积计，每平方米的极片所对应涂布在辊面上的克数为0.012～0.12g。当每次涂布在辊面上的防粘油的用量超过0.012～0.12g/m2极片的范围，会因为辊面油量不够或油不均匀而导致压延粘辊，从而造成极片表面材料剥落。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明提供了一种极片压延系统及压延方法，通过设置出油单元和驱动单元，利用出油单元在压辊表面均匀涂布防粘油，在压延辊面形成一层油膜，在压延过程中润湿极片表面，使极片材料与辊面无直接接触，从而使减少甚至消除压延过程中粘辊现象，提高极片的良率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。
附图说明
图1是本发明的极片压延系统及极片压延工艺示意图；
图2是对比例1中传统进行压延的工艺示意图；
图3是本发明及对比例的极片压延工艺的压延统计结果；
附图标记说明：
1-喷油嘴；2-防粘油；3-毛毡；4-压辊；5-极片。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1所示，一种极片压延系统，用于压延锂离子电池负极极片，极片5的上下表面各设有一个用于压延极片5的压辊4，压辊4绕自身轴线旋转。每个极片5的上下表面同时还各设有一套供油装置，供油装置包括储油单元、与储油单元连接的出油单元和驱动单元。储油单元用于盛放防粘油并将防粘油供给出油单元，储油单元包括储油桶及打油泵，储油桶用于盛放防粘油，打油泵可将防粘油输送至出油单元。
出油单元具有出油口，出油口对准压辊4的辊面设置，出油口位于压辊4的上方。优选地，出油单元包括喷管，喷管设有喷油嘴1。防粘油2由喷油嘴1喷出后滴落至辊面上。驱动单元用于驱动出油单元沿辊面的宽度方向移动。驱动单元为气缸。
为了将滴落在辊面的防粘油2分散，达到防粘油2在辊面分布均匀的目的，在出油口的下方还设有防粘油均布单元，防粘油均布单元包括毛毡3。防粘油均布单元正对辊面设置且与压辊4相接触。
实施例2
一种改善极片压延粘辊的方法，步骤如下：
(1)将负极活性物质混合后溶于水中，制备负极混合物浆料。以负极活性物质总重为基准，其包括以下重量分数的各组分：人造石墨94％、硅氧材料4％、粘结剂SBR(丁苯胶乳)1％、增稠剂CMC(羧甲基纤维素钠)1％。将负极混合物浆料涂布到做为负极集电体的厚度为8μm的铜箔上并进行干燥，得到负极极片。
(2)利用实施例1中的极片压延系统进行极片压延，极片压实密度设定为1.72g/cm3。
具体步骤如下：
负极极片压延前对辊面进行预涂油以使辊面均匀分布防粘油，涂油量为0.8g。防粘油选用冲压油(出光兴产(中国)有限公司)，防粘油在40℃条件下的粘度为1.2mm2/s。然后对极片进行压延，压延过程中，对辊面间歇式涂布防粘油，整个压延过程中，每次涂布在辊面上的防粘油的用量为0.07g/m2极片，涂油间隔时间为40s/次，极片行走速度为30m/min。图1中箭头方向为极片行走方向。
实施例3
一种改善极片压延粘辊的方法，步骤与实施例2相同，不同之处在于，每次涂布在辊面上的防粘油的用量为0.033g/m2极片，涂油间隔时间为80s/次。
对比例1
一种极片压延方法，采用传统工艺进行压延，工艺流程如图2所示。压延过程中不对压辊进行防粘油的涂布，极片压实密度与实施例2中的相同。图2中箭头方向为极片行走方向。
对比例2
一种极片压延方法，步骤与实施例2相同，不同之处在于，每次涂布在辊面上的防粘油的用量为0.15g/m2极片，涂油间隔时间为10s/次。
对比例3
一种极片压延方法，步骤与实施例2相同，不同之处在于，每次涂布在辊面上的防粘油的用量为0.011g/m2极片，涂油间隔时间为150s/次。
分别使用实施例1-2及对比例1-3的工艺各压延极片3000片，统计发生粘辊个数及粘辊露箔半径，如图3所示。结果显示，本发明的工艺可明显减少压延过程中粘辊的次数及粘辊的面积，减少极片的不良，提高生产效率。
以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种极片压延工艺，其特征在于，采用极片压延系统进行压延极片，所述极片的至少一侧面设有用于压延所述极片的压辊，所述压辊绕自身轴线旋转，所述极片的至少一侧面设有供油装置，所述供油装置包括储油单元、与所述储油单元连接的出油单元和驱动单元，所述储油单元用于盛放防粘油并将所述防粘油供给所述出油单元，所述出油单元具有出油口，所述出油口对准所述压辊的辊面设置，所述驱动单元用于驱动所述出油单元沿所述辊面的宽度方向移动；
极片压延工艺包括以下步骤：
向所述压辊的辊面涂布防粘油后对所述极片进行压延，压延过程中，对所述辊面间歇式涂布所述防粘油，整个压延过程中，每次涂布在所述辊面上的防粘油的用量为0.012～0.12g/m2极片。
2.根据权利要求1所述的极片压延工艺，其特征在于：所述极片压延系统还包括防粘油均布单元，所述防粘油均布单元正对所述辊面设置且与所述压辊相接触。
3.根据权利要求2所述的极片压延工艺，其特征在于：所述防粘油均布单元位于所述出油口的下方。
4.根据权利要求2所述的极片压延工艺，其特征在于：所述防粘油均布单元包括毛毡。
5.根据权利要求1所述的极片压延工艺，其特征在于：所述出油单元包括喷管，所述喷管设有喷油嘴。
6.根据权利要求1所述的极片压延工艺，其特征在于：压延过程中，极片每行走10-80m对所述辊面涂布一次防粘油。
7.根据权利要求1所述的极片压延工艺，其特征在于：所述极片为负极极片，所述负极极片选自石墨负极、含硅氧负极或含硅碳负极。
8.根据权利要求1所述的极片压延工艺，其特征在于：所述防粘油选自硅油、冲压油、冲剪油、矿物油、甘油酯、乙二醇、环烷基油类、含硫类烷烃、含硅类芳烃、甘油、含硫类芳烃、植物油、硬酸酯、苯乙烯和胺类化合物中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的极片压延工艺，其特征在于：所述防粘油在40℃条件下的粘度为1.10-1.65mm2/s。
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