CN113422003A - 一种电池极片制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池极片制造方法，先将干燥剂浆料涂覆于基膜表面，然后烘干，形成卷筒状的第一干燥带；接着将辊压后的极卷与第一干燥带卷绕在一起，或者将辊压后的极卷与卷筒状的纤维干燥剂薄膜卷绕在一起，形成干燥带极卷；然后对干燥带极卷进行烘烤除湿，并对干燥带极卷中的极卷取样测试水分，直至符合设计要求；最后将干燥带极卷退卷，其中的第一干燥带或者纤维干燥剂薄膜卷绕并形成卷筒状的第二干燥带，极卷则进行模切，以形成用于组装电芯的极片。本发明既可显著地提升极卷或极片的干燥效率和干燥效果，又可实现极卷或极片干燥的一致性。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池制造领域，具体涉及一种电池极片制造方法。
背景技术
对于锂电池而言，因为水分不但会与有机电解液发生副反应，还会导致电池化成时产气，影响电池的整体性能。因此，目前使用有机溶剂作为电解液的锂离子电池在生产过程中要严格控制水分。通常采用如下两种技术手段，其一是在电池极片辊压完成并卷绕成极卷后经过真空烘烤以控制水分，然后将极卷制成极片，再将极片组装成电芯；或者在往电池壳体内注液前对电芯进行真空烘烤，以便将电芯的水分控制在一定范围内。
但是，现有的极片或极卷干燥方法存在如下技术缺陷：由于极卷或电芯的极片处于层叠状态，因此，其内部的极卷或极片难以得到有效的烘干，导致烘烤效果不理想，尤其是，当受到外层的阻隔时，其烘干效果会更差，人们只能相应地延长烘干时间，以确保全部的极卷或极片均能烘干到符合设计要求。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种电池极片制造方法，既可显著地提升极卷或极片的干燥效率和干燥效果，又可实现极卷或极片干燥的一致性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电池极片制造方法，包括如下步骤：
a. 将干燥剂浆料涂覆于基膜表面，然后烘干，形成卷筒状的第一干燥带；
b. 将辊压后的极卷与第一干燥带卷绕在一起，或者将辊压后的极卷与卷筒状的纤维干燥剂薄膜卷绕在一起，形成干燥带极卷；
c. 对干燥带极卷进行烘烤除湿，并对干燥带极卷中的极卷取样测试水分，直至符合设计要求；
d. 将干燥带极卷退卷，其中的第一干燥带或者纤维干燥剂薄膜卷绕并形成卷筒状的第二干燥带，极卷则进行模切，以形成用于组装电芯的极片。
本发明先制成卷筒状的第一干燥带，然后将第一干燥带（或者现有的纤维干燥剂薄膜）与辊压后的极卷一起卷绕成干燥带极卷，此时，极卷两侧分别与第一干燥带（或者纤维干燥剂薄膜）相贴合；接着，对干燥带极卷进行烘烤除湿，此时，一方面第一干燥带（或者纤维干燥剂薄膜）可有效地吸除极卷表面的水分，另一方面，可将极卷表面或者第一干燥带吸附的水分烘干。可以理解的是，由于干燥带极卷是由第一干燥带与极卷一起卷绕形成的，因此，相邻的极卷之间并不直接贴合，而是处于“松散”状态，从而有利于通过烘烤除去极卷表面的水分。
特别是，本发明对除湿后极卷符合水分设计要求的干燥带极卷进行退卷，即将干燥带极卷逐部松弛退出卷绕，此时，我们将第一干燥带与极卷分开处理，一方面，我们将第一干燥带重新卷绕成卷筒状，以便在烘干后再次使用，另一方面，我们将极卷进行模切处理，形成用于组装电芯的极片，此时，干燥的极片即可组装形成符合要求的电芯。
也就是说，本发明的极卷主要是通过具有除湿功能的第一干燥带（或者纤维干燥剂薄膜）进行除湿的，因此，可极大地改善除湿效果，并确保除湿效果的一致性。
作为优选，在步骤c中，先使真空烘箱在80-110℃、真空度≤200Pa下预热10-60min；然后向真空烘箱内输入氮气，使真空烘箱的真空度维持在50000Pa-80000Pa之间，继续加热10-30min；最后使空烘箱在真空度≤50Pa下加热120-240min。
本发明的烘烤除湿包括三个阶段，在第一阶段，先对真空烘箱进行抽真空并预热，以便使真空烘箱的水分维持在较低的水平，有利于后续对干燥带极卷进行除湿。在第二阶段，我们通过向真空烘箱内输入氮气，一方面可避免水蒸汽进入真空烤箱内，另一方面可避免高温的极卷与空气发生氧化反应，以确保极卷的品质不受烘烤的影响。
作为优选，所述干燥剂浆料包括干燥剂和有机溶剂，所述有机溶剂为N-甲基吡啶烷酮，所述干燥剂为氧化铝、活性炭、硅胶的一种或几种。
作为优选，所述基膜为PP、PE、PVC或PET，所述基膜的厚度在15-100微米之间。
作为优选，所述干燥剂浆料涂覆厚度在5-50微米之间。
作为优选，所述纤维干燥剂薄膜的厚度在5-100微米之间。
作为优选，所述极卷包括正极卷和负极卷，所述正极卷包括集流体、涂敷在集流体表面的正极活性材料，所述正极活性材料为磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、富锂锰基、磷酸锰铁锂、磷酸钒铁锂、镍钴铝酸锂中的一种或多种。
作为优选，所述负极卷包括集流体、涂敷在集流体表面的负极活性材料，所述负极活性材料为人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、硅系负极、钛酸锂的一种或多种。
因此，本发明具有如下有益效果：既可显著地提升极卷或极片的干燥效率和干燥效果，又可实现极卷或极片干燥的一致性。
附图说明
图1是本发明退卷机构的一种结构示意图。
图中：1、第一辊筒 2、第二辊筒 3、过渡辊筒 4、换向辊筒 5、模切工位。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所示，一种电池极片制造方法，包括如下步骤：
a. 将干燥剂浆料涂覆于基膜表面，然后烘干，形成卷筒状的第一干燥带，此时的第一干燥带具有除湿效果；
b. 将辊压后的极卷与第一干燥带卷绕在一起，或者将辊压后的极卷与卷筒状的纤维干燥剂薄膜卷绕在一起，形成干燥带极卷。具体地，我们可将卷筒状的极卷与第一干燥带分别定位在两根定位辊上，然后将极卷与第一干燥带的端部抽拉并贴靠在一起，并通过辊压机收卷装置卷绕呈卷筒状，从而可充分利用现有的辊压机，以提高辊压机的使用效率，并降低设备投资成本；
c. 对干燥带极卷进行烘烤除湿，并对干燥带极卷中的极卷取样测试水分，直至极卷试样表面的水分符合设计要求，然后即可停止对干燥带极卷的烘烤除湿；
d. 将除湿后的干燥带极卷退卷，并将退卷出来的干燥带极卷中的第一干燥带或者纤维干燥剂薄膜卷绕并形成卷筒状的第二干燥带，极卷则进行模切，以形成用于组装电芯的极片。
本发明中相邻两圈的极卷之间并不直接贴合，而是处于“松散”状态，从而有利于通过烘烤除去极卷表面的水分。
特别是，本发明对除湿后极卷符合水分设计要求的干燥带极卷进行退卷，即将干燥带极卷逐部松弛退出卷绕，此时，我们将第一干燥带与极卷分开处理，一方面，我们将第一干燥带重新卷绕成卷筒状，以便在烘干后再次使用，另一方面，我们将极卷进行模切处理，形成用于组装电芯的极片，此时，干燥的极片即可组装形成符合要求的电芯。
也就是说，本发明的极卷主要是通过具有除湿功能的第一干燥带（或者纤维干燥剂薄膜）进行除湿的，因此，可极大地改善除湿效果，并确保除湿效果的一致性。
需要说明的是，本发明的干燥带极卷可采用如图1所示的退卷机构逐部松弛并退出卷绕。具体地，退卷机构包括一个卷绕有干燥带极卷的第一辊筒1、用以将第一干燥带或者纤维干燥剂薄膜卷绕成第二干燥带的第二辊筒2，需要退卷时，将干燥带极卷依次绕过2个过渡辊筒3后，再将其中的第一干燥带或者纤维干燥剂薄膜卷绕在第二辊筒上，以形成第二干燥带；而极卷则通过换向辊筒4运行到模切工位5处进行模切。
作为一种优选方案，在步骤c中，先使真空烘箱在80-110℃、真空度≤200Pa下预热10-60min；然后向真空烘箱内输入氮气，以置换真空烘箱内的少量空气，此时真空烘箱的真空度维持在50000Pa-80000Pa之间，继续加热10-30min；最后使空烘箱在真空度≤50Pa下加热120-240min，以确保干燥带极卷的充分除湿。
需要说明的是，上述优化方案中真空烘箱的温度可始终维持在80-110℃ 之间。
进一步地，干燥剂浆料包括干燥剂和有机溶剂，其中的有机溶剂为N-甲基吡啶烷酮，干燥剂为氧化铝、活性炭、硅胶的一种或几种。
而基膜为PP、PE、PVC或PET，并且基膜的厚度可控制在15-100微米之间。
更进一步地，干燥剂浆料涂覆厚度可控制在在5-50微米之间。而纤维干燥剂薄膜的厚度则可控制在5-100微米之间。
最后，极卷包括正极卷和负极卷，其中的正极卷包括集流体、涂敷在集流体表面的正极活性材料，具体地，正极活性材料可为磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、富锂锰基、磷酸锰铁锂、磷酸钒铁锂、镍钴铝酸锂中的一种或多种。
此外，负极卷包括集流体、涂敷在集流体表面的负极活性材料，具体地负极活性材料为人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、硅系负极、钛酸锂的一种或多种。
Claims (8)
1.一种电池极片制造方法，其特征是，包括如下步骤：
a. 将干燥剂浆料涂覆于基膜表面，然后烘干，形成卷筒状的第一干燥带；
b. 将辊压后的极卷与第一干燥带卷绕在一起，或者将辊压后的极卷与卷筒状的纤维干燥剂薄膜卷绕在一起，形成干燥带极卷；
c. 对干燥带极卷进行烘烤除湿，并对干燥带极卷中的极卷取样测试水分，直至符合设计要求；
d. 将干燥带极卷退卷，其中的第一干燥带或者纤维干燥剂薄膜卷绕并形成卷筒状的第二干燥带，极卷则进行模切，以形成用于组装电芯的极片。
2.根据权利要求1所述的一种电池极片制造方法，其特征是，在步骤c中，先使真空烘箱在80-110℃、真空度≤200Pa下预热10-60min；然后向真空烘箱内输入氮气，使真空烘箱的真空度维持在50000Pa-80000Pa之间，继续加热10-30min；最后使空烘箱在真空度≤50Pa下加热120-240min。
3.根据权利要求1或2所述的一种电池极片制造方法，其特征是，所述干燥剂浆料包括干燥剂和有机溶剂，所述有机溶剂为N-甲基吡啶烷酮，所述干燥剂为氧化铝、活性炭、硅胶的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的一种电池极片制造方法，其特征是，所述基膜为PP、PE、PVC或PET，所述基膜的厚度在15-100微米之间。
5.根据权利要求1或2所述的一种电池极片制造方法，其特征是，所述干燥剂浆料涂覆厚度在5-50微米之间。
6.根据权利要求1或2所述的一种电池极片制造方法，其特征是，所述纤维干燥剂薄膜的厚度在5-100微米之间。
7.根据权利要求1或2所述的一种电池极片制造方法，其特征是，所述极卷包括正极卷和负极卷，所述正极卷包括集流体、涂敷在集流体表面的正极活性材料，所述正极活性材料为磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、富锂锰基、磷酸锰铁锂、磷酸钒铁锂、镍钴铝酸锂中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的一种电池极片制造方法，其特征是，所述负极卷包括集流体、涂敷在集流体表面的负极活性材料，所述负极活性材料为人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、硅系负极、钛酸锂的一种或多种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210921 |