CN113394366A - 一种高精度锂电池极片的生产工艺及系统 - Google Patents

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Abstract

一种高精度锂电池极片的生产工艺及系统，其中，生产工艺包括以下步骤：切割形成具有所需规格的集流体；将集流体放入至压铸装置的下模具中，并将浆料定量地挤压至集流体上；压铸装置的上模具和下模具升温至烘干温度；保持烘干温度一定时间后，上模具和下模具停止加热，并在降温过程中压铸集流体，得到电池极片。本发明采用压铸工序代替了传统生产工艺中采用辊压工序，在外力卸除后集流体的不会出现反弹，并且集流体各处所受压力一致，亦不会出现各区域延展性不一致的情况，因此通过压铸工序制得的电池极片的厚度、压实密度能够保持高度一致，显著地提高了电池极片的加工质量、精度和成品率。

Description

一种高精度锂电池极片的生产工艺及系统
技术领域
本发明涉及锂电池极片加工领域，具体涉及一种高精度锂电池极片的生产工艺及系统。
背景技术
随着锂离子电池技术发展，锂离子电池应用范围也越来越广泛，除便携式电子产品外，还广泛应用于电动交通工具，大型动力电源以及储能领域。锂离子电池由于其具有高比能量、高电压、自放电小、环保并且安全性好等特点受到广大消费者的青睐。
锂电池极片是构成锂电池的重要组成部分。锂电池极片的缺陷会严重影响锂电池的质量，甚至产生安全隐患。电池极片的制造属于锂电池工艺的前段工序，可进一步细分为浆料制备、浆料涂覆、极片辊压、极片分切、极片干燥五道工艺。专利CN112886068A公开了一种锂电池的制作方法，该方法在制备负极浆料或正极浆料后，将负极浆料或正极浆料涂覆于铜箔或铝箔上再进行辊压，辊压后裁剪得到负极片或正极片。
电池极片的制备工艺是连续性的，其每道工序均会对后续工序产生影响，从而影响电池极片和锂电池的质量、成品率。传统的电池极片的生产工艺中，辊压工序是非常重要的环节。但是，辊压工序的应用将产生一系列问题，影响电池极片的质量和成品率。
首先，辊压后极片会产生一定程度的反弹，且料区中应力集中的区域反弹也越大，造成极片厚度不均、压实密度不一致的问题，虽然有部分工艺通过多道次辊压分散压缩变形量，但辊压工序更加繁冗复杂，且仍无法从根源上解决辊压后的极片反弹问题；其次，在辊压之前，为了节省活性物质的用量，通常涂布的宽度会小于箔带的宽度，即箔带边缘会有数毫米宽的区域未覆盖活性物质，因此，在辊压时这部分未覆盖活性物质的区域不会与辊压机的双辊接触，以致没有发生继发性的延展，而铜箔、铝箔都具有继续延展性，从而导致箔带上没有附着活性物质的区域与箔带中间大面积已附着活性物质的区域的延展度不同，在箔带的边缘形成波浪形的褶皱，严重时易造成整个极片报废，降低成品率。此外，辊压工序还受涂布工序完成质量的影响，若涂布过程中极片表面留有小颗粒而导致质地不均，则在辊压时小颗粒受到双辊压力，便向箔带方向挤压，颗粒体较软的可被碾成粉末继而脱落，颗粒体较硬的会挤压箔带，造成箔带破孔甚至箔带断裂，并且即使没有小颗粒的出现，涂布不均匀在辊压后也会显现得更加明显，因涂布较厚的位置被压实，产生光泽，而涂布较薄部位未被压实，没有光泽产生，则极片表面会出现不规则的光泽图形，易形成面积脱落。
不仅如此，辊压工序完成后，极片分切工序易造成极片边缘出现毛刺或波浪边，且在裁切过程中容易出现极片掉粉、材料热损伤等问题，这些问题都将影响电池的性能和品质，因此传统的电池极片工艺对极片分切工序的精度和成片的边缘质量要求很高，相应地增加了生产成本、降低了生产效率，但极片在裁切过程中的掉粉、边缘质量不易控制等问题始终没有很好的解决办法。
为此，有必要对传统的电池极片生产工艺进行改革，以提高锂电池的电化学性能、安全性能、一致性，并降低锂电池的制造成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高精度锂电池极片的生产工艺及系统，以解决现有技术中电池极片工艺采用辊压工艺所存在的极片反弹、各区域延展性不一致、受涂布工序影响，进而导致的极片厚度不均、压实密度不一致等诸多问题，以及辊压工序后的极片分切工序容易产生的极片边缘质量低，极片易掉粉的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种高精度锂电池极片的生产工艺，包括以下步骤：
(A)切割形成具有所需规格的集流体；
(B)将集流体放入至压铸装置的下模具中，并将浆料定量地挤压至集流体上；
(C)压铸装置的上模具和下模具升温至烘干温度；
(D)保持烘干温度一定时间后，上模具和下模具停止加热，并在降温过程中压铸集流体，得到电池极片。
具体地，首先对铜箔或者铝箔进行切割，得到具有所需规格的集流体。此处的规格是指切割得到的集流体的形状、尺寸与最终期望得到的电池极片的形状、尺寸基本相同。优选地，所述铝箔、铜箔采用激光切割加工成为所需规格的集流体成品，以减少或避免集流体边缘产生的毛刺或波浪边。此外，由于切割工序前置，避免了在集流体在涂覆浆料后再分切所造成的浆料浪费。
切割成为所需形状、尺寸的集流体后，将集流体放入至压铸装置的下模具的型腔内。优选地，下模具的型腔的形状、尺寸与所放入的集流体匹配，以使得集流体放至型腔底面上时，集流体的上方形成用于容纳浆料的空间，且上方的浆料不会与集流体的下表面接触。
之后根据所需浆料的厚度、压实密度，采用挤压涂布方式，将配制好的正极浆料或者负极浆料挤压至集流体上，浆料在集流体上展开后达到预定的厚度。优选地，所述正极浆料或者负极浆料采用真空搅拌机搅拌，从粉末变成搅拌均匀的浆料。相较于现有技术中浆料挤压至持续移动的集流体上，本技术方案中，浆料在静态的下模具的型腔内展开，均匀地覆盖于集流体上并达到预设的厚度，每个集流体上的浆料用量能够精确地控制，不仅能够确保浆料涂布均匀，而且能够确保各批次间、各电池极片的浆料涂布量恒定，进而显著地提高成品率和电池极片质量。
浆料在型腔内达到预设高度后，压铸装置的上、下模具即开始逐渐升温，最终达到预设的烘干温度。在一个或多个实施例中，所述烘干温度为140～160℃，优选地，所述烘干温度为145～155℃，进一步优选地，所述烘干温度为150℃。达到烘干温度后，下模具内的浆料加热升温，被烘干浆料表面始终保持着湿润水分进行蒸发，此时烘干速率保持稳定，呈现恒速烘干状态，通过将烘干温度设置在140～160℃，有利于浆料内的粘接剂聚偏氟乙烯(PVDF)结晶，PVDF在此温度区间内结晶度高，故具有较好的粘结力，对于制成的电池内阻和循环性能有积极作用。
恒速烘干状态持续一段时间后，上模具和下模具停止加热，此时可以自然降温，也可以通过温控系统控制降温，上模具在降温过程中向下模具移动并挤压下模具型腔内的浆料和集流体，最终压铸得到电池极片。
本技术方案中，采用压铸工序代替了传统生产工艺中采用辊压工序，上模具持续下压挤压集流体、浆料，随着上模具的压力逐渐增大，集流体的压实密度逐渐增加，在外力卸除后集流体的不会出现反弹，并且集流体各处所受压力一致，亦不会出现各区域延展性不一致的情况，因此通过压铸工序制得的电池极片的厚度、压实密度能够保持高度一致，显著地提高了电池极片的加工质量、精度和成品率。同时，该电池极片生产工艺的涂布工序将浆料挤压涂布至静置的下模具的型腔中，与现有技术中挤压涂布至移动中的集流体相比，能够精确地控制每片集流体上浆料的用量，从而在压铸条件一致的情况下，确保每片电池极片的压实密度、厚度一致，真正意义上实现高精度加工。此外，切割工序的前置能够有效地减少涂料的浪费，降低生产成本，且避免电池极片的边缘产生毛刺或波浪边，提高电池极片的质量。
作为本发明的一个优选实施方式，在涂布工序和压铸工序中，压铸压力控制和温度控制相结合，不仅能够进一步避免极片厚度反弹，而且浆料的粘接效果更强。
具体地，在所述步骤(D)中，所述上模具自初始位置向下移动至预压位置，待温度降低至第二温度时，上模具自预压位置向下移动至最终压铸位置，所述第二温度为90～125℃。降温过程中，在降温的早期浆料内部水分扩散速率小于表面水分在湿球温度下的汽化速率，这时浆料表面不能维持全面湿润而形成“干区”，烘干速率相较于恒速烘干阶段下降，此时上模具自初始位置，例如上模具的下表面恰好接触到浆料的上表面，向下移动至预压位置后，上模具停止移动，并静置待到温度进一步降低至第二温度。随着温度的进一步降低，水分的汽化面逐渐向物料内部移动，从而使热、质传递途径加长，阻力增大，造成烘干速率进一步下降。最终，上模具达到压铸位置时，以更高的压力挤压降速烘干后的浆料和集流体，浆料和集流体的结合力度将显著提高。另外，整个降温过程结合浆料特点采用降速干燥，避免过高的温度突然遇冷后出现收缩现象，出现涂布缺陷，并且该降温过程中，90～150℃温度区间有利于提高PVDF的粘结力，使得最终电池极片的剥离强度值最大。
进一步地，所述上模具自初始位置向预压位置移动过程中至少中止一次，中止保持一定时间后继续下压。上模具在向下移动至预压位置之前，可以在多个预设的压力位置停顿，并保持对应的压力一段时间，不仅有利于浆料均匀展开，而且有利于降速烘干过程中的浆料干燥，同时还能够进一步防止极片反弹，最终达到所需的压实密度。在一个或多个实施例中，得到的用于正极的电池极片的压实密度为3.2～3.6g/cm3，得到的用于负极的电池极片的压实密度为1.3～1.6g/cm3。优选地，正极电池极片的压实密度为3.5g/cm3，负极电池极片的压实密度为1.5g/cm3。压实密度能够影响吸液值、内阻、高倍率放电性能及中值电压，这些参数的差异会影响锂离子电池的高倍率循环性能，因此，压实密度对锂离子电池高倍率循环性能产生了比较复杂的影响。
进一步地，在所述步骤(B)中，浆料挤压至集流体上后，所述下模具升温至第一温度，所述第一温度为80～95℃。浆料挤压至集流体上后，下模具升至第一温度对浆料进行预热，避免浆料快速进入至恒速烘干阶段后出现烘干过快而导致缺陷产生。预热温度不宜过低或过高，同时，由于90～150℃的温度区间有利于提高PVDF的粘结力，因此第一温度优选覆盖该区间的下限，即80～95℃。进一步优选地，第一温度为90～95℃。
本发明还提供一种高精度锂电池极片的生产系统，包括裁切装置、涂布装置和压铸装置，其中：
所述裁切装置用于采用激光加工将铜箔或铝箔切割成具有所需规格的集流体；
所述涂布装置用于将浆料定量地挤压至压铸装置的下模具内，浆料在集流体的上方铺展开；
所述压铸装置还包括上模具，所述上模具挤压下模具内的浆料和集流体，压铸成型得到电池极片。
本技术方案中，裁切装置、涂布装置和压铸装置连续完成裁切、涂布和压铸工序。其中，裁切装置利用激光切割铜箔或铝箔形成尺寸、形状符合要求的集流体，集流体经此次切割后无需进行二次裁切。切割完成的集流体放入至下模具的型腔中后，涂布装置向集流体上方空间挤入混合均匀的浆料，浆料在集流体上方展开。浆料在型腔内达到预设高度或者液位后，压铸装置启动，压铸装置的上模具挤压型腔内的浆料和集流体，最终使浆料和集流体融为一体，得到电池极片。
进一步地，所述下模具内设置有用于加热下模具的第一加热装置，所述上模具内设置有用于加热上模具的第二加热装置，所述上模具和下模具加热至烘干温度后停止加热，上模具自初始位置向下移动至预压位置，待温度降低至第二温度时，所述上模具自预压位置向下移动至最终压铸位置，所述第二温度为90～125℃。本技术方案中，上模具和下模具加热至烘干温度后停止加热。停止加热后，根据工艺需要，既可以保持烘干温度一段时间，也可以达到烘干温度后即进入降速烘干阶段。优选地，烘干温度保持一定时间后方才进入降速烘干阶段。在烘干温度下，烘干速率保持稳定，呈现恒速烘干状态，此时上模具位于初始位置，对浆料不产生压力或者产生很小的压力。之后，上、下模具开始降温，浆料整体进入降速烘干阶段，随着温度的持续下降，浆料逐渐固化，上模具施加于浆料和集流体上的压力逐渐增大。上模具达到预压位置时保持一段时间，待温度降低至第二温度后，再进一步下压至最终压铸位置，施加的压力达到最大值。结合降速烘干和逐渐增压，不仅能够避免过高的温度突然遇冷后出现收缩现象，出现涂布缺陷，而且有利于浆料均匀展开和降速烘干过程中的浆料干燥，同时还能够进一步防止极片反弹，最终达到所需的压实密度。
进一步地，所述上模具自初始位置向预压位置移动过程中至少中止一次，中止保持一定时间后继续下压。
作为本发明的上模具的一种优选结构，所述上模具的下表面上设置有凹槽，所述凹槽内设置有若干第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧的下端连接有用于挤压集流体的挤压件，所述第一弹簧的自然长度为第二弹簧的自然长度的1.5～3倍。本技术方案中，上模具的凹槽内设置的第一弹簧和第二弹簧在自然伸长状态下的长度不同，更长的第一弹簧连接挤压件，第二弹簧不与挤压件连接。当挤压件向下挤压浆料、集流体时，集流体的反弹或者浆料的不平整将反作用于挤压件，推动挤压件克服第一弹簧的作用力竖直向上移动，挤压件在向上移动的过程中所受的弹性力逐渐增大，最终在弹性力的推动下，再次挤压反弹的集流体，或是在浆料的颗粒位移平整后挤压件再次向下移动，从而使上模具在移动至任一压力位置、预压位置或最终压铸位置后，均能够允许集流体产生一定程度的反弹，或是浆料产生位移，并利用弹簧的弹性力再次对浆料和集流体施加压力，不仅能够更好地压铸集流体和浆料，避免极片反弹，而且还能够防止极片过压造成球形三元材料大面积破碎，进一步提高电池极片的质量和成品率。进一步地，若挤压件向上移动的距离过大，则会进一步压缩第二弹簧，第二弹簧的弹性力结合第一弹簧的弹性力能够大幅提高反弹力，并促使挤压件快速向下移动挤压浆料和集流体。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明采用压铸工序代替了传统生产工艺中采用辊压工序，上模具持续下压挤压集流体、浆料，随着上模具的压力逐渐增大，集流体的压实密度逐渐增加，在外力卸除后集流体的不会出现反弹，并且集流体各处所受压力一致，亦不会出现各区域延展性不一致的情况，因此通过压铸工序制得的电池极片的厚度、压实密度能够保持高度一致，显著地提高了电池极片的加工质量、精度和成品率；
2、本发明的涂布工序将浆料挤压涂布至静置的下模具的型腔中，与现有技术中挤压涂布至移动中的集流体相比，能够精确地控制每片集流体上浆料的用量，从而在压铸条件一致的情况下，确保每片电池极片的压实密度、厚度一致，真正意义上实现高精度加工；
3、本发明中，切割工序的前置能够有效地减少涂料的浪费，降低生产成本，且避免电池极片的边缘产生毛刺或波浪边，提高电池极片的质量；
4、本发明在压铸过程中，采用恒温烘干和降速烘干相结合的方式，避免过高的温度突然遇冷后出现收缩现象，出现涂布缺陷，并且该降温过程中，90～150℃温度区间有利于提高PVDF的粘结力，使得最终电池极片的剥离强度值最大；
5、本发明在压铸过程中，采用逐级增压的方式，在每次压力达到一定值时保持一段时间，不仅有利于浆料均匀展开，而且有利于降速烘干过程中的浆料干燥，同时还能够进一步防止极片反弹，最终达到所需的压实密度；
6、本发明通过对上模具结构进行改进，使上模具在移动至任一压力位置、预压位置或最终压铸位置后，均能够允许集流体产生一定程度的反弹，或是浆料产生位移，并利用弹簧的弹性力再次对浆料和集流体施加压力，不仅能够更好地压铸集流体和浆料，避免极片反弹，而且还能够防止极片过压造成球形三元材料大面积破碎，进一步提高电池极片的质量和成品率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明具体实施例中电池极片生产工艺的流程框图；
图2为本发明具体实施例中生产系统的结构框图；
图3为本发明具体实施例中涂布装置对下模具内的集流体涂覆浆料的示意图；
图4为本发明具体实施例中上、下模具升温至第一温度并准备压铸集流体的示意图；
图5为本发明具体实施例中上、下模具压铸集流体的示意图；
图6为本发明具体实施例中上模具的一种结构示意图；
图7为本发明具体实施例中未显示挤压件的上模具的仰视图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-集流体，2-浆料，3-下模具，4-第一加热装置，5-第二加热装置，6-上模具，61-凹槽，62-挤压件，63-第一弹簧，64-第二弹簧，7-涂布装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1：
如图1所示的一种高精度锂电池极片的生产工艺，包括以下步骤：
(A)切割形成具有所需规格的集流体；
(B)将集流体放入至压铸装置的下模具中，并将浆料定量地挤压至集流体上；
(C)压铸装置的上模具和下模具升温至烘干温度；
(D)保持烘干温度一定时间后，上模具和下模具停止加热，并在降温过程中压铸集流体，得到电池极片。
在一个或多个实施例中，采用超声波振平快速地将浆料均匀地在集流体上方展开。
在部分实施例中，所述烘干温度为140～160℃。
在部分实施例中，得到的用于正极的电池极片的压实密度为3.2～3.6g/cm3，得到的用于负极的电池极片的压实密度为1.3～1.6g/cm3。
本技术方案中，采用压铸工序代替了传统生产工艺中采用辊压工序，上模具持续下压挤压集流体、浆料，随着上模具的压力逐渐增大，集流体的压实密度逐渐增加，在外力卸除后集流体的不会出现反弹，并且集流体各处所受压力一致，亦不会出现各区域延展性不一致的情况，因此通过压铸工序制得的电池极片的厚度、压实密度能够保持高度一致，显著地提高了电池极片的加工质量、精度和成品率。同时，该电池极片生产工艺的涂布工序将浆料挤压涂布至静置的下模具的型腔中，与现有技术中挤压涂布至移动中的集流体相比，能够精确地控制每片集流体上浆料的用量，从而在压铸条件一致的情况下，确保每片电池极片的压实密度、厚度一致，真正意义上实现高精度加工。此外，切割工序的前置能够有效地减少涂料的浪费，降低生产成本，且避免电池极片的边缘产生毛刺或波浪边，提高电池极片的质量。
实施例2：
在实施例1的基础上，在所述步骤(B)中，浆料挤压至集流体上后，所述下模具升温至第一温度，所述第一温度为80～95℃；浆料挤压至集流体上后，下模具升至第一温度对浆料进行预热，避免浆料快速进入至恒速烘干阶段后出现烘干过快而导致缺陷产生。在所述步骤(D)中，所述上模具自初始位置向下移动至预压位置，待温度降低至第二温度时，上模具自预压位置向下移动至最终压铸位置，所述第二温度为90～125℃。
降温过程中，在降温的早期浆料内部水分扩散速率小于表面水分在湿球温度下的汽化速率，这时浆料表面不能维持全面湿润而形成“干区”，烘干速率相较于恒速烘干阶段下降，此时上模具自初始位置，例如上模具的下表面恰好接触到浆料的上表面，向下移动至预压位置后，上模具停止移动，并静置待到温度进一步降低至第二温度。随着温度的进一步降低，水分的汽化面逐渐向物料内部移动，从而使热、质传递途径加长，阻力增大，造成烘干速率进一步下降。最终，上模具达到压铸位置时，以更高的压力挤压降速烘干后的浆料和集流体，浆料和集流体更容易融为一体，浆料和集流体的结合力度显著提高。
本实施例中，整个降温过程结合浆料特点采用降速干燥，避免过高的温度突然遇冷后出现收缩现象，出现涂布缺陷，并且该降温过程中，90～150℃温度区间有利于提高PVDF的粘结力，使得最终电池极片的剥离强度值最大。
在部分实施例中，所述上模具自初始位置向预压位置移动过程中至少中止一次，中止保持一定时间后继续下压。在一个或多个实施例中，上模具在向预压位置移动过程中中止一次，也即预压位置上方有一个压力位置，在此压力位置，压力相对较小，浆料内的颗粒产生位移，填充孔隙；移动至预压位置时，压力相较于之前的压力位置更大，浆料内的颗粒继续产生位移，孔隙被填充，密度逐渐增高；移动至最终压铸位置时，浆料颗粒开始变形同时产生少量位移，极片密度变化逐渐平缓。在一个实施例中，正极电池极片的压实密度为3.5g/cm3，负极电池极片的压实密度为1.5g/cm3。压实密度能够影响吸液值、内阻、高倍率放电性能及中值电压，这些参数的差异会影响锂离子电池的高倍率循环性能，因此，压实密度对锂离子电池高倍率循环性能产生了比较复杂的影响。发明人通过实验发现，当正负极电池极片的压实密度控制在上述数值时，高倍率循环性能能够达到更加理想的效果。
实施例3：
如图2至图5所示的一种高精度锂电池极片的生产系统，该系统包括裁切装置、涂布装置和压铸装置，其中：
所述裁切装置用于采用激光加工将铜箔或铝箔切割成具有所需规格的集流体1；
所述涂布装置用于将浆料定量地挤压至压铸装置的下模具3内，浆料2在集流体1的上方铺展开；
所述压铸装置还包括上模具6，所述上模具6挤压下模具3内的浆料和集流体1，压铸成型得到电池极片。
本实施例中，裁切装置、涂布装置和压铸装置连续完成裁切、涂布和压铸工序。
在一个或多个实施例中，采用超声波振平快速地将浆料均匀地在集流体上方展开。
在部分实施例中，如图3至图5所示，所述下模具3内设置有用于加热下模具3的第一加热装置4，所述上模具6内设置有用于加热上模具6的第二加热装置5，所述上模具6和下模具3加热至烘干温度后停止加热，上模具6自初始位置向下移动至预压位置，待温度降低至第二温度时，所述上模具6自预压位置向下移动至最终压铸位置，所述第二温度为90～125℃；所述上模具6自初始位置向预压位置移动过程中至少中止一次，中止保持一定时间后继续下压。
实施例4：
在实施例3的基础上，如图6和图7所示，所述上模具6的下表面上设置有凹槽61，所述凹槽61内设置有若干第一弹簧63和第二弹簧64，所述第一弹簧63的下端连接有用于挤压集流体1的挤压件62，所述第一弹簧63的自然长度为第二弹簧64的自然长度的1.5～3倍。
本实施例中，当挤压件向下挤压浆料、集流体时，集流体的反弹或者浆料的不平整将反作用于挤压件，推动挤压件克服第一弹簧的作用力竖直向上移动，挤压件在向上移动的过程中所受的弹性力逐渐增大，最终在弹性力的推动下，再次挤压反弹的集流体，或是在浆料的颗粒位移平整后挤压件再次向下移动，从而使上模具在移动至任一压力位置、预压位置或最终压铸位置后，均能够允许集流体产生一定程度的反弹，或是浆料产生位移，并利用弹簧的弹性力再次对浆料和集流体施加压力，不仅能够更好地压铸集流体和浆料，避免极片反弹，而且还能够防止极片过压造成球形三元材料大面积破碎，进一步提高电池极片的质量和成品率。
进一步地，若挤压件向上移动的距离过大，则会进一步压缩第二弹簧，第二弹簧的弹性力结合第一弹簧的弹性力能够大幅提高反弹力，并促使挤压件快速向下移动挤压浆料和集流体。
在一个或多个实施例中，所述第二弹簧的刚度大于第一弹簧的刚度。
在一个实施例中，相邻的两个第一弹簧之间至少设置有三个第二弹簧。
本文中所使用的“第一”、“第二”等(例如第一弹簧、第二弹簧，第一加热装置、第二加热装置等)只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高精度锂电池极片的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(A)切割形成具有所需规格的集流体；
(B)将集流体放入至压铸装置的下模具中，并将浆料定量地挤压至集流体上；
(C)压铸装置的上模具和下模具升温至烘干温度；
(D)保持烘干温度一定时间后，上模具和下模具停止加热，并在降温过程中压铸集流体，得到电池极片。
2.根据权利要求1所述的一种高精度锂电池极片的生产工艺，其特征在于，在所述步骤(D)中，所述上模具自初始位置向下移动至预压位置，待温度降低至第二温度时，上模具自预压位置向下移动至最终压铸位置，所述第二温度为90～125℃。
3.根据权利要求2所述的一种高精度锂电池极片的生产工艺，其特征在于，所述上模具自初始位置向预压位置移动过程中至少中止一次，中止保持一定时间后继续下压。
4.根据权利要求1所述的一种高精度锂电池极片的生产工艺，其特征在于，在所述步骤(B)中，浆料挤压至集流体上后，所述下模具升温至第一温度，所述第一温度为80～95℃。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种高精度锂电池极片的生产工艺，其特征在于，所述烘干温度为140～160℃。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的一种高精度锂电池极片的生产工艺，其特征在于，得到的用于正极的电池极片的压实密度为3.2～3.6g/cm3，得到的用于负极的电池极片的压实密度为1.3～1.6g/cm3。
7.一种高精度锂电池极片的生产系统，其特征在于，包括裁切装置、涂布装置和压铸装置，其中：
所述裁切装置用于采用激光加工将铜箔或铝箔切割成具有所需规格的集流体(1)；
所述涂布装置用于将浆料定量地挤压至压铸装置的下模具(3)内，浆料(2)在集流体(1)的上方铺展开；
所述压铸装置还包括上模具(6)，所述上模具(6)挤压下模具(3)内的浆料和集流体(1)，压铸成型得到电池极片。
8.根据权利要求7所述的一种高精度锂电池极片的生产系统，其特征在于，所述下模具(3)内设置有用于加热下模具(3)的第一加热装置(4)，所述上模具(6)内设置有用于加热上模具(6)的第二加热装置(5)，所述上模具(6)和下模具(3)加热至烘干温度后停止加热，上模具(6)自初始位置向下移动至预压位置，待温度降低至第二温度时，所述上模具(6)自预压位置向下移动至最终压铸位置，所述第二温度为90～125℃。
9.根据权利要求8所述的一种高精度锂电池极片的生产系统，其特征在于，所述上模具(6)自初始位置向预压位置移动过程中至少中止一次，中止保持一定时间后继续下压。
10.根据权利要求8所述的一种高精度锂电池极片的生产系统，其特征在于，所述上模具(6)的下表面上设置有凹槽(61)，所述凹槽(61)内设置有若干第一弹簧(63)和第二弹簧(64)，所述第一弹簧(63)的下端连接有用于挤压集流体(1)的挤压件(62)，所述第一弹簧(63)的自然长度为第二弹簧(64)的自然长度的1.5～3倍。
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