CN112490513A - 一种提升电池容量一致性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升电池容量一致性的方法，该方法具体包括如下步骤：1）、根据设定的正、负极片的面密度范围，分别计算出正、负极片的重量范围，并平均分为5个档位；2）、准备操作设备；3）、将制片完成的极片擦拭并去除极片上的毛刺、料粉和粉尘；4）、采用电子天平对各个正、负极片进行准确称重；5）、对5个档位的正、负极片进行搭配叠片制备成卷芯；6）、卷芯制备完成后，卷芯流转至电芯分容工序进行后续制造完成，本发明能够保证卷芯内的正极活性物质的重量接近一致，使电池容量一致。

Description

一种提升电池容量一致性的方法
技术领域
本发明属于新能源电池技术领域，具体的说，涉及一种提升电池容量一致性的方法。
背景技术
近几年，随着石油资源日渐匮乏、环境污染日益严重，开发新的能源来替代传统的石化能源迫在眉睫，在此背景下，加速对环境无污染的锂离子电池的开发显得尤为重要。
锂离子电池产业在国家的大力支持下，近几年得到迅猛发展，锂离子电池在制作时，电池的制作步骤虽略有不同，但大体一致，均为：搅拌-涂布-辊压-制片-成芯-焊接-干燥-注液-搁置-化成充电-封口-化成放电-电池老化-OCV测试-分容-挑选-出货。
并且锂离子电池在使用时一般都会进行配组使用，这样就会要求对电池的容量进行筛选，使每组电池组的容量差都符合要求，这样就要求所做电池的容量一致性要好。
为保证电池的容量一致性良好，需要对各个制作步骤进行严格把控，并且电池极片的重量和辅料量大小，会直接应该电池的容量。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种通过对电池的正、负极片进行称重，对正、负极片进行重量分档，使用时正、负极片不同档位之间进行搭配，促使每只电池里面正极敷料量接近一致从而保证电池容量保持一致的提升电池容量一致性的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种提升电池容量一致性的方法，该方法具体包括如下步骤：
1）、根据设定的正、负极片的面密度范围，分别计算出正、负极片的重量范围，并平均分为5个档位；
2）、准备操作设备；
3）、将制片完成的极片擦拭并去除极片上的毛刺、料粉和粉尘；
4）、采用电子天平对各个正、负极片进行准确称重；
5）、对5个档位的正、负极片进行搭配叠片制备成卷芯；
6）、卷芯制备完成后，卷芯流转至电芯分容工序进行后续制造完成。
以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：
所述步骤1）中正极片的正极集流体为铝箔，负极片的负极集流体为铜箔。
进一步优化：步骤1）中正极片的5个档位按重量由轻到重分别为：正1档、正2档、正3档、正4档、正5档；负极片的的5个档位按重量由轻到重分别为：负1档、负2档、负3档、负4档、负5档。
进一步优化：步骤1）中，具体分组方法如下：根据正、负极片的面密度范围ρa到ρb计算出极片重量范围为Ma到Mb；
极片的重量差Δm的计算公式为：Δm=（Mb-Ma）/5；
所述正1档、正2档或负1档、负2档的分界值为M1，M1=Ma＋Δm；
所述正2档、正3档或负2档、负3档的分界值为M2，M2=M1＋Δm；
所述正3档、正4档或负3档、负4档的分界值为M3，M3=M2＋Δm；
所述正4档、正5档或负4档、负5档的分界值为M4，M4=M3＋Δm；
所述正5档或负5档的上限值为Mb；
根据重量范围Ma至M1、M1至M2、 M2至M3、 M3至M4、 M4至Mb分别对应正极片的正1档、正2档、正3档、正4档、正5档；以及负极片的负1档、负2档、负3档、负4档、负5档。
进一步优化：所述步骤4）中称片时，首先打开电子天平，而后将电子天平清零，采用电子天平对各个正、负极片进行准确称重。
进一步优化：所述步骤4）中进行称重时，其极片不符合各档位的重量范围，将该极片为B类极片，B类极片做后续处理。
进一步优化：所述步骤5）中，正、负极片的搭配原则为：正1档对应负1档、正2档对应负2档、正3档对应负3档、正4档对应负4档、正5档对应负5档。
进一步优化：所述步骤5）中正、负极片的3档为中间档，正、负极片的搭配全为3档。
进一步优化：所述步骤5）中进行叠片时，卷芯内存在1档的正、负极片时有相同数量的5档正、负极片，卷芯内存在2档的正、负极片时有相同数量的4档正、负极片。
本发明采用上述技术方案，充分考虑到锂离子电池的容量主要由正极活性物质决定，通过对正极片和负极片进行准备称重，能够保证每个卷芯内的正极活性物质的重量接近一致，进而能够有效的提升电池容量的一致性，并且通过不同档位的正极片搭配不同档位的负极片，保证了负极过量比足够，不会出现因过量比不够而出现的析锂等情况。并且本工艺操作简单，使用方便，通过严格把控每个卷芯内的正极活性物质重量，可有效的提升电池容量的一致性，方便使用。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例的总体流程示意图；
图2为本发明实施例中前期计算步骤的流程示意图；
图3为本发明实施例中正、负极片的处理流程示意图。
具体实施方式
实施例：请参阅图1-3，一种提升电池容量一致性的方法，该方法具体包括如下步骤：
1）、前期计算：根据设定的正、负极片的面密度范围，分别计算出正、负极片的重量范围，并将正、负极片的重量平均分为5个档位。
所述步骤1）正极片的正极集流体为铝箔，所述负极片的负极集流体为铜箔。
所述步骤1）中正极片的重量由轻到重分别记为正1档、正2档、正3档、正4档、正5档；负极片的重量由轻到重分别记为负1档、负2档、负3档、负4档、负5档。
所述步骤1）中，具体分组方法如下：根据工艺设计正、负极片的面密度范围为ρa到ρb，根据正、负极片的面密度范围计算出极片重量范围为Ma到Mb。
所述极片的重量差根据极片重量差计算公式：Δm=（Mb-Ma）/5，计算得到；
所述正1档、正2档或负1档、负2档的分界值为M1，所述M1的计算公式为：M1=Ma＋Δm；
所述正2档、正3档或负2档、负3档的分界值为M2，所述M2的计算公式为：M2=M1＋Δm；
所述正3档、正4档或负3档、负4档的分界值为M3，所述M3的计算公式为：M3=M2＋Δm；
所述正4档、正5档或负4档、负5档的分界值为M4，所述M4的计算公式为：M4=M3＋Δm；
所述正5档或负5档的上限值为Mb，所述Mb的计算公式为：Mb=M4＋Δm；
根据重量范围Ma至M1、M1至M2、 M2至M3、 M3至M4、 M4至Mb分别对应正极片的正1档、正2档、正3档、正4档、正5档；以及负极片的负1档、负2档、负3档、负4档、负5档。
2）、前期准备：准备操作设备，操作设备包括：操作台面、精度为0.001g的电子天平、汗布手套、一次性塑料手套、不锈钢盘、标记卡、口罩、海绵。
3）、极片擦拭：将制片完成的极片运送至极片擦拭工序处，此时员工戴口罩，手拿海绵将极片的两面进行擦拭，去除极片四边的毛刺、料粉及表面的粉尘擦拭干净。
所述步骤3）中进行极片擦拭时，正负极片如出现料粉脱落严重，损坏严重，该类极片为残次品，并收集运送至残次品存放处。
4）、称片：将步骤3）中擦拭完成的极片运送至称片工序处，此时称片员工戴口罩，手上佩戴一次性塑料手套，然后在一次性塑料手套外佩戴汗布手套，打开电子天平，并将电子天平清零，而后采用电子天平对各个正、负极片进行准确称重。
所述步骤4）中进行称重时，首先将正、负极片依次放置到电子天平上，待电子天平上的读数稳定后取下极片，并将该极片按照重量档位进行放置。
所述步骤4）中进行称重时，其极片的不符合各档位的重量范围，将该极片降为B类极片，所述B类极片做后续处理。
5）、叠片：叠片时正、负极片的搭配原则为：正1档对应负1档、正2档对应负2档、正3档对应负3档、正4档对应负4档、正5档对应负5档。
所述步骤5）中，所述正、负极片的3档为中间档，正、负极片的搭配全为3档。
所述步骤5）中进行叠片时，当正、负极片的3档不足叠完1个卷芯时，卷芯内存在1档的正、负极片时，必须有相同数量的5档正、负极片。
所述步骤5）中进行叠片时，卷芯内存在2档的正、负极片时，必须有相同数量的4档正、负极片，最终制备成卷芯。
6）、卷芯制备完成后，卷芯流转至电芯分容工序进行后续制造完成。
所述分容工序以及后续制造工序为现有技术，与现有技术中的锂离子电池的制造工序相同。
本发明采用上述技术方案，充分考虑到锂离子电池的容量主要由正极活性物质决定，通过对正极片和负极片进行准备称重，能够保证每个卷芯内的正极活性物质的重量接近一致，进而能够有效的提升电池容量的一致性，并且通过不同档位的正极片搭配不同档位的负极片，保证了负极过量比足够，不会出现因过量比不够而出现的析锂等情况。并且本工艺操作简单，使用方便，通过严格把控每个卷芯内的正极活性物质重量，可有效的提升电池容量的一致性，方便使用。
实施例2:
在本实施例2中，所述正极片的面密度为42-43mg/cm2，负极片的面密度为20-21 mg/cm2，所述铝箔作为正极集流体，面密度5.5 mg/cm2，铜箔作为负极集流体，面密度8.9mg/cm2。
所述正极片的尺寸为10cm*15cm=150cm2，所述负极片尺寸为10.6cm*15.6cm=165.36cm2。
1）、前期计算：根据设定的正、负极片的面密度范围，分别计算出正、负极片的重量范围，并将正、负极片的重量平均分为5个档位。
所述步骤1）中正极片的重量由轻到重分别记为正1档、正2档、正3档、正4档、正5档；负极片的重量由轻到重分别记为负1档、负2档、负3档、负4档、负5档。
所述步骤1）中正极片的的各档位计算公式为：
Ma=（42+5.5）*150=7125mg=7.125g；
Mb=（43+5.5）*150=7275mg=7.275g；
Δm=（Mb-Ma）/5=（7.275-7.125）/5=0.03g；
M1=Ma＋Δm=7.125+0.03=7.155g；
M2=M1＋Δm=7.155+0.03=7.185g；
M3=M2＋Δm=7.185+0.03=7.215g；
M4=M3＋Δm=7.215+0.03=7.245g。
根据重量范围7.125g至7.155g、7.155g至7.185g、7.185g至7.215g、7.215g至7.245g、7.245g至7.275g分别对应正极片的正1档、正2档、正3档、正4档、正5档。
所述负极片的计算方法：
Ma=（20+8.9）*165.36=4778.90mg=4.779g；
Mb=（21+8.9）*165.36=4944.26mg=4.944g；
Δm=（Mb-Ma）/5=（4.779g-4.944g）/5=0.033g；
M1=Ma＋Δm=4.779+0.033=4.812g；
M2=M1＋Δm=4.812+0.033=4.845g；
M3=M2＋Δm=4.845+0.033=4.878g；
M4=M3＋Δm=4.878+0.033=4.911g。
所述根据重量范围4.779g至4.812g、4.812g至4.845g、4.845g至4.878g、4.878g至4.911g、4.911g至4.944g分别对应负极片的负1档、负2档、负3档、负4档、负5档。
2）、前期准备：准备操纵设备，操作设备包括：操作台面、精度为0.001g的电子天平、汗布手套、一次性塑料手套、不锈钢盘、标记卡、口罩、海绵。
3）、极片擦拭：将制片完成的极片运送至极片擦拭工序处，此时员工戴口罩，手拿海绵将极片的两面进行擦拭，将极片四边的毛刺、料粉及表面的粉尘擦拭干净。
所述步骤3）中进行极片擦拭时，正负极片如出现料粉脱落严重，损坏严重，该类极片为残次品，并收集运送至残次品存放处。
4）、称片：将步骤3）中擦拭完成的极片运送至称片工序处，此时称片员工戴口罩，手上佩戴一次性塑料手套，然后在一次性塑料手套外佩戴汗布手套，打开电子天平，并将电子天平清零，而后采用电子天平对各个正、负极片进行准确称重，并将该极片按照重量档位进行放置。
所述步骤4）中进行称重时，其极片不符合各档位的重量范围，将该极片降为B类极片，所述B类极片做后续处理。
5）、叠片：叠片时正、负极片的搭配原则为：正1档对应负1档、正2档对应负2档、正3档对应负3档、正4档对应负4档、正5档对应负5档。
所述步骤5）中，3档为中间档，所述正、负极片的搭配全为3档；当3档不足叠完1个卷芯时，卷芯内存在1档极片时，必须有相同数量的5档极片，卷芯内存在2档极片时，必须有相同数量的4档极片。
6）、卷芯制备完成后，卷芯流转至电芯分容工序进行后续制造完成。
所述分容工序以及后续制造工序为现有技术，与现有技术中的锂离子电池的制造工序相同。
本发明采用上述技术方案，充分考虑到锂离子电池的容量主要由正极活性物质决定，通过对正极片和负极片进行准备称重，能够保证每个卷芯内的正极活性物质的重量接近一致，进而能够有效的提升电池容量的一致性，并且通过不同档位的正极片搭配不同档位的负极片，保证了负极过量比足够，不会出现因过量比不够而出现的析锂等情况。并且本工艺操作简单，使用方便，通过严格把控每个卷芯内的正极活性物质重量，可有效的提升电池容量的一致性，方便使用。
实施例3：
在本实施例3中，所述正极片的面密度为30-31mg/cm2，负极片的面密度为16-17mg/cm2。
所述铝箔作为正极集流体，面密度5.4 mg/cm2，铜箔作为负极集流体，面密度8.8mg/cm2。
所述正极片尺寸为：12cm*17cm=204cm2，负极片尺寸为：12.6cm*17.6cm=221.76cm2。
1）、前期计算：根据设定的正、负极片的面密度范围，分别计算出正、负极片的重量范围，并将正、负极片的重量平均分为5个档位。
所述步骤1）中正极片的重量由轻到重分别记为正1档、正2档、正3档、正4档、正5档；负极片的重量由轻到重分别记为负1档、负2档、负3档、负4档、负5档。
所述步骤1）中正极片的的各档位计算公式为：
Ma=（30+5.4）*204=7221.6mg=7.222g；
Mb=（31+5.4）*204=7425.6mg=7.426g；
Δm=（Mb-Ma）/5=（7.426-7.222）/5=0.041g；
M1=Ma＋Δm=7.222+0.041=7.263g；
M2=M1＋Δm=7.263+0.041=7.304g；
M3=M2＋Δm=7.304+0.041=7.345g；
M4=M3＋Δm=7.345+0.041=7.386g。
根据重量范围7.222g至7.263g、7.263g至7.304g、7.304g至7.345g、7.345g至7.386g、7.386g至7.426g分别对应正极片的正1档、正2档、正3档、正4档、正5档。
所述负极片的计算方法：
Ma=（16+8.8）*221.76=5499.65mg=5.500g；
Mb=（17+8.8）*221.76=5721.41mg=5.721g；
Δm=（Mb-Ma）/5=（5.721-5.500）/5=0.044g；
M1=Ma＋Δm=5.500+0.044=5.544g；
M2=M1＋Δm=5.544+0.044=5.588g；
M3=M2＋Δm=5.588=0.044=5.632g；
M4=M3＋Δm=5.632+0.044=5.676g；
根据重量范围5.500g至5.544g、5.544g至5.588g、5.588g至5.632g、5.632g至5.676g、5.676g至5.721g分别对应负极片的负1档、负2档、负3档、负4档、负5档。
2）、前期准备：准备操纵设备，操作设备包括：操作台面、精度为0.001g的电子天平、汗布手套、一次性塑料手套、不锈钢盘、标记卡、口罩、海绵。
3）、极片擦拭：将制片完成的极片运送至极片擦拭工序处，此时员工戴口罩，手拿海绵将极片的两面进行擦拭，将极片四边的毛刺、料粉及表面的粉尘擦拭干净。
所述步骤3）中进行极片擦拭时，正负极片如出现料粉脱落严重，损坏严重，该类极片为残次品，并收集运送至残次品存放处。
4）、称片：将步骤3）中擦拭完成的极片运送至称片工序处，此时称片员工戴口罩，手上佩戴一次性塑料手套，然后在一次性塑料手套外佩戴汗布手套，打开电子天平，并将电子天平清零，而后采用电子天平对各个正、负极片进行准确称重，并将该极片按照重量档位进行放置。
所述步骤4）中进行称重时，其极片的不符合各档位的重量范围，将该极片降为B类极片，所述B类极片做后续处理。
5）、叠片：叠片时正、负极片的搭配原则为：正1档对应负1档、正2档对应负2档、正3档对应负3档、正4档对应负4档、正5档对应负5档。
所述步骤5）中，3档为中间档，所述正、负极片的搭配全为3档；当3档不足叠完1个卷芯时，卷芯内存在1档极片时，必须有相同数量的5档极片，卷芯内存在2档极片时，必须有相同数量的4档极片。
6）、卷芯制备完成后，卷芯流转至电芯分容工序进行后续制造完成。
所述分容工序以及后续制造工序为现有技术，与现有技术中的锂离子电池的制造工序相同。
本发明采用上述技术方案，充分考虑到锂离子电池的容量主要由正极活性物质决定，通过对正极片和负极片进行准备称重，能够保证每个卷芯内的正极活性物质的重量接近一致，进而能够有效的提升电池容量的一致性，并且通过不同档位的正极片搭配不同档位的负极片，保证了负极过量比足够，不会出现因过量比不够而出现的析锂等情况。并且本工艺操作简单，使用方便，通过严格把控每个卷芯内的正极活性物质重量，可有效的提升电池容量的一致性，方便使用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种提升电池容量一致性的方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：
1）、根据设定的正、负极片的面密度范围，分别计算出正、负极片的重量范围，并平均分为5个档位；
2）、准备操作设备；
3）、将制片完成的极片擦拭并去除极片上的毛刺、料粉和粉尘；
4）、采用电子天平对各个正、负极片进行准确称重；
5）、对5个档位的正、负极片进行搭配叠片制备成卷芯；
6）、卷芯制备完成后，卷芯流转至电芯分容工序进行后续制造完成。
2.根据权利要求1所述的一种提升电池容量一致性的方法，其特征在于：所述步骤1）中正极片的正极集流体为铝箔，负极片的负极集流体为铜箔。
3.根据权利要求2所述的一种提升电池容量一致性的方法，其特征在于：步骤1）中正极片的5个档位按重量由轻到重分别为：正1档、正2档、正3档、正4档、正5档；负极片的的5个档位按重量由轻到重分别为：负1档、负2档、负3档、负4档、负5档。
4.根据权利要求3所述的一种提升电池容量一致性的方法，其特征在于：步骤1）中，具体分组方法如下：根据正、负极片的面密度范围ρa到ρb计算出极片重量范围为Ma到Mb；
极片的重量差Δm的计算公式为：Δm=（Mb-Ma）/5；
所述正1档、正2档或负1档、负2档的分界值为M1，M1=Ma＋Δm；
所述正2档、正3档或负2档、负3档的分界值为M2，M2=M1＋Δm；
所述正3档、正4档或负3档、负4档的分界值为M3，M3=M2＋Δm；
所述正4档、正5档或负4档、负5档的分界值为M4，M4=M3＋Δm；
所述正5档或负5档的上限值为Mb；
根据重量范围Ma至M1、M1至M2、 M2至M3、 M3至M4、 M4至Mb分别对应正极片的正1档、正2档、正3档、正4档、正5档；以及负极片的负1档、负2档、负3档、负4档、负5档。
5.根据权利要求4所述的一种提升电池容量一致性的方法，其特征在于：所述步骤4）中称片时，首先打开电子天平，而后将电子天平清零，采用电子天平对各个正、负极片进行准确称重。
6.根据权利要求5所述的一种提升电池容量一致性的方法，其特征在于：所述步骤4）中进行称重时，其极片不符合各档位的重量范围，将该极片为B类极片，B类极片做后续处理。
7.根据权利要求6所述的一种提升电池容量一致性的方法，其特征在于：所述步骤5）中，正、负极片的搭配原则为：正1档对应负1档、正2档对应负2档、正3档对应负3档、正4档对应负4档、正5档对应负5档。
8.根据权利要求7所述的一种提升电池容量一致性的方法，其特征在于：所述步骤5）中正、负极片的3档为中间档，正、负极片的搭配全为3档。
9.根据权利要求8所述的一种提升电池容量一致性的方法，其特征在于：所述步骤5）中进行叠片时，卷芯内存在1档的正、负极片时有相同数量的5档正、负极片，卷芯内存在2档的正、负极片时有相同数量的4档正、负极片。
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