CN113659216B - 一种改善锂电池极卷翘曲的方法 - Google Patents

一种改善锂电池极卷翘曲的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113659216B
CN113659216B CN202110853900.0A CN202110853900A CN113659216B CN 113659216 B CN113659216 B CN 113659216B CN 202110853900 A CN202110853900 A CN 202110853900A CN 113659216 B CN113659216 B CN 113659216B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wheel
synchronizing
diameter
tensioning
synchronizing wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110853900.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113659216A (zh
Inventor
国海鹏
杨晓晨
宋帅
赵晓伟
顾志华
刘慧洁
石琛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fengfan Co Ltd
Original Assignee
Fengfan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fengfan Co Ltd filed Critical Fengfan Co Ltd
Priority to CN202110853900.0A priority Critical patent/CN113659216B/zh
Publication of CN113659216A publication Critical patent/CN113659216A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113659216B publication Critical patent/CN113659216B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0587Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404Machines for assembling batteries
    • H01M10/0409Machines for assembling batteries for cells with wound electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

一种改善锂电池极卷翘曲的方法,包括涂布、辊压、模切工序,模切工序的走带装置将卷料依次通过电机输出轮、第一张紧轮、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第四同步轮、第五同步轮、第二张紧轮、第一输出轮、第二输出轮后进入模切工位,上述各同步轮直径递增,各同步轮和各张紧轮内置加热元件将滚轮加热。本发明方法通过五个同步轮的卷径逐步增加,曲率逐渐减少,能够有效的减少卷料的翘曲;各同步轮和张紧轮在较高温度和较大直径情况下,能够将卷料中的应力释放,有效改善翘曲,减少后续工序因翘曲造成的不利影响。对比试验表明,采用本发明方法可以大大降低极卷翘曲程度,极片平整度明显提高。

Description

一种改善锂电池极卷翘曲的方法
技术领域
本发明涉及一种蓄电池加工方法,特别是防止锂电池极卷翘曲的方法,属蓄电池技术领域。
背景技术
随着传统能源的短缺以及对环境保护问题的重视,人们对清洁新能源的日益重视。能源危机和环境保护的双重压力使的节能和新能源汽车的开发已经成为各个国家汽车行业的重要发展方向。锂离子电池作为一种二次电池具有高能量密度、循环寿命长、价格相对低廉的优点在电动汽车等方面得到广泛的应用。随着新能源电动汽车行业的竞争逐步加剧,目前动力型锂离子电池的市场竞争也日趋白热化,软包锂离子电池作为其中的一种主流技术路线产品,也从单纯比较性能阶段逐步进入了性能成本并重的阶段。锂电池的生产过程中涂布、辊压、模切等工序的半成品,都是以极卷的形式存在。该形式不可避免的会产生弯曲力,造成卷料变形。变形的极卷通过模切工序,会产生极片翘曲缺陷。极片翘曲会有以下危害:当翘曲严重时纠偏装置不能准确纠偏,会产生较大的误差;模切后的极片不能牢固吸附在吸盘上面,有掉片的风险;会影响叠片体整齐,包覆精度下降。鉴于此,改善极卷翘曲是亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对解决现有技术问题,提供一种改善锂电池极卷翘曲的方法,所述方法通过应力释放可以大幅度降低极片翘曲程度,明显提高产品质量。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的:
一种改善锂电池极卷翘曲的方法,包括涂布、辊压、模切工序,模切工序的走带装置将卷料依次通过电机输出轮、第一张紧轮、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第四同步轮、第五同步轮、第二张紧轮、第一输出轮、第二输出轮后进入模切工位;
所述卷料电机输出轮直径10厘米;
所述第一张紧轮直径10厘米,第一张紧轮内置加热元件,第一张紧轮表面温度控制在58-63℃;
所述第一同步轮直径15厘米,第一同步轮内置加热元件,第一同步轮表面温度控制在97-102℃;
所述第二同步轮直径20厘米,第二同步轮内置加热元件,第二同步轮表面温度控制在97-102℃;
所述第三同步轮直径25厘米,第三同步轮内置加热元件,第三同步轮表面温度控制在97-102℃;
所述第四同步轮直径30厘米,第四同步轮内置加热元件,第四同步轮表面温度控制在97-102℃;
所述第五同步轮直径35厘米,第四同步轮内置加热元件,第五同步轮表面温度控制在97-102℃;
所述第二张紧轮直径20厘米,第二张紧轮内置加热元件,第二张紧轮表面温度控制在38-42℃;
所述第一输出轮直径10厘米;
所述第二输出轮直径10厘米。
上述改善锂电池极卷翘曲的方法,第一张紧轮、第二张紧轮及第一至第五同步轮内置的加热元件为电加热管,电加热管的管体内设由电阻丝和热电偶,电阻丝和热电偶由管体端头引出连接控制元件。
上述改善锂电池极卷翘曲的方法,第一张紧轮、第二张紧轮及第一至第五同步轮的结构相同,其由内至外分别为电加热管、均匀导热层、滚轮体和耐磨保温层,滚轮体两端设有轴承,轴承外圈与滚轮体固定,轴承内圈与电加热管固定。
上述改善锂电池极卷翘曲的方法,所述耐磨保温层紧密包覆在轮体外侧,耐磨保温层的厚度不小于5毫米。
上述改善锂电池极卷翘曲的方法,位于加热管和轮体之间的均匀导热层厚度为不小于10毫米。
上述改善锂电池极卷翘曲的方法,电机输出轮、第一输出轮、第二输出轮表面温度为室温。
本发明针对解决极卷极卷翘曲问题进行了如下改进:1、对走带装置的张紧轮、同步轮的直径进行了改进设计,根据不同位置的张紧轮、同步轮设计不同的直径,以减小翘曲;2、不同位置的张紧轮、同步轮内置加热元件,采用不同温度的加热,以利于释放卷曲应力。本发明方法通过5个同步轮的卷径逐步增加,曲率逐渐减少,能够有效的减少卷料的翘曲;在较高温度和较大直径情况下,能够将卷料中的应力释放,有效改善翘曲,减少后续工序因翘曲造成的不利影响。对比试验表明,采用本发明方法可以大大降低极卷翘曲程度,极片平整度明显提高。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是走带装置的结构示意图;
图2是第一同步轮的结构示意图;
图3是对比试验数据统计图。
图中各标号为:1、电机输出轮,2、第一张紧轮,3、第一同步轮,4、第二同步轮,5、第三同步轮,6、第四同步轮,7、第五同步轮,8、第二张紧轮,9、第一输出轮,10、第二输出轮,11、模切工序,12、耐磨保温层,13、滚轮体,14、均匀导热层,15、电加热管,16、热电偶,17、电阻丝,18、销钉,19、轴承。
具体实施方式
锂电池的生产过程中涂布、辊压、模切等工序的半成品都是极卷状态,该状态下卷料受到外力的作用,会发生形变。形变分为弹性变形和塑性变形,弹性变形可以自行恢复,塑性变形不可自行恢复,需要施加外部条件下,进行整形。本发明针对解决的极卷翘曲情况是塑性变形,塑性变形部分可以恢复到接近原来状态,所以需要对卷料进行整形,减少极卷翘曲问题。在高温条件下,金属变形抗力小,易整形。本发明对卷料走带时,根据走带装置处于不同位置的张紧轮、同步轮在改变直径减小弯曲度的同时提高了滚轮的温度。
参看图1,本发明模切机走带装置的卷料按照安装下述过程运行:
走带过程卷料依次通过电机输出轮1、第一张紧轮2、第一同步轮3、第二同步轮4、第三同步轮5、第四同步轮6、第五同步轮7、第二张紧轮8、第一输出轮9、第二输出轮10后进入模切工位11进行模切;其中:
电机输出轮1安装在电机输出轴上,电机输出轮的直径为10厘米,电机输出轮与卷料接触部位的表面温度为室温;
第一张紧轮2的直径为10厘米,第一张紧轮内置加热元件,第一张紧轮表面温度控制在58-63℃,优选60℃,目的是预热卷料;
第一同步轮3的直径为15厘米,卷料经过第一同步轮时有较大的弯曲,第一同步轮内置加热元件,将第一同步轮表面温度控制在97-102℃,优选100℃。第一同步轮通过加热卷料,增加卷径,能够释放卷料应力,改善翘曲;
第二同步轮4的直径20厘米,卷料经过第二同步轮时有较大的弯曲,第二同步轮内置加热元件,第二同步轮表面温度控制在97-102℃,优选100℃。第二同步轮进一步增加卷径,减少卷料的曲率,通过加热改善翘曲;
第三同步轮5的直径为25厘米,第三同步轮内置加热元件,第三同步轮表面温度控制在97-102℃,优选100℃;第三同步轮进一步增加卷径,减少卷料的曲率,通过加热改善翘曲;
第四同步轮6的直径为30厘米,第四同步轮内置加热元件,第四同步轮表面温度控制在97-102℃,优选100℃;第四同步轮进一步增加卷径,减少卷料的曲率,通过加热改善翘曲;
第五同步轮7的直径为35厘米,第四同步轮内置加热元件,第四同步轮表面温度控制在97-102℃,优选100℃;第五同步轮进一步增加卷径,减少卷料的曲率,通过加热改善翘曲。
上述过程卷料在依次通过五个同步轮时,曲率逐渐减小,保持与各同步轮高温接触,可以有效减轻卷料的翘曲程度。
第二张紧轮8的直径为20厘米,第二张紧轮内置加热元件,第二张紧轮表面温度控制在38-42℃,优选40℃;第二张紧轮的作用是张紧卷料,保证卷料在前面的五个同步轮中能够有效的释放张力,减轻翘曲。第二张紧轮降低温度目的是对卷料降温,防止在卷料进入模切工序温度较高,加剧变形。第二张紧轮的直径减小,避免卷料直接从卷径为35cm的同步轮转移到卷径为10cm的张紧轮的过程中,因为曲率变化过大,导致卷料发生断裂,起到过渡作用。
第一输出轮9、第二输出轮10的作用是将卷料导出,第一输出轮、第二输出轮直径10均为厘米,与原装置相同。第一输出轮、第二输出轮内不设置加热元件,与卷料接触部位的表面温度为室温。卷料经第二输出轮导出后进入模切工位。
本发明所述第一张紧轮、第二张紧轮及第一至第五同步轮内置的加热元件均是采用电加热管,上述各滚轮的尺寸不同但结构相同,以下以第一同步轮为例说明其结构。参看图2,第一同步轮3由内至外分别设置电加热管15、均匀导热层14、滚轮体13和耐磨保温层12。电加热管15的管体内设由电阻丝17和热电偶16,电阻丝两端和热电偶的电极由管体引出外接电路元件,热电偶起到测温作用,通过与控制元件连接实现温控效果。在滚轮体的两端设有轴承19,轴承的外圈与滚轮体由销钉18固定,轴承内圈与电加热管固定,滚轮旋转过程加热管不转。加热管外侧设置的均匀导热层作用是将电加热管的热量均匀传导到轮体上,可采用氧化镁粉,均匀导热层厚度不小于10毫米,根据滚轮的直径不同均匀导热层厚度有所变化。在滚轮体的外侧设置耐磨保温层12,耐磨保温层12可采用陶瓷耐磨保温层,耐磨保温层的作用是保护滚轮表面温度,减少热量散失。
以下给出对比试验:
试验方案:
Figure BDA0003183396260000051
Figure BDA0003183396260000061
试验结果:
Figure BDA0003183396260000062
Figure BDA0003183396260000071
对比试验数据统计图如图3所示。
试验结论:
比1类和3类,计算平均值分别为1.144和0.614,说明极片翘曲高度明显降低。
对比2类和4类,计算平均值分别为1.3和0.696,说明极片翘曲高度明显降低。

Claims (6)

1.一种改善锂电池极卷翘曲的方法,包括涂布、辊压、模切工序,模切工序的走带装置将卷料依次通过电机输出轮、第一张紧轮、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第四同步轮、第五同步轮、第二张紧轮、第一输出轮、第二输出轮后进入模切工位,其特征在于:
所述电机输出轮直径10厘米;
所述第一张紧轮直径10厘米,第一张紧轮内置加热元件,第一张紧轮表面温度控制在58-63℃;
所述第一同步轮直径15厘米,第一同步轮内置加热元件,第一同步轮表面温度控制在97-102℃;
所述第二同步轮直径20厘米,第二同步轮内置加热元件,第二同步轮表面温度控制在97-102℃;
所述第三同步轮直径25厘米,第三同步轮内置加热元件,第三同步轮表面温度控制在97-102℃;
所述第四同步轮直径30厘米,第四同步轮内置加热元件,第四同步轮表面温度控制在97-102℃;
所述第五同步轮直径35厘米,第四同步轮内置加热元件,第五同步轮表面温度控制在97-102℃;
所述第二张紧轮直径20厘米,第二张紧轮内置加热元件,第二张紧轮表面温度控制在38-42℃;
所述第一输出轮直径10厘米;
所述第二输出轮直径10厘米。
2.根据权利要求1所述的改善锂电池极卷翘曲的方法,其特征在于:第一张紧轮、第二张紧轮及第一至第五同步轮内置的加热元件为电加热管,电加热管的管体内设由电阻丝和热电偶,电阻丝和热电偶由管体端头引出连接控制元件。
3.根据权利要求2所述的改善锂电池极卷翘曲的方法,其特征在于:第一张紧轮、第二张紧轮及第一至第五同步轮的结构相同,其由内至外分别为电加热管、均匀导热层、滚轮体和耐磨保温层,滚轮体两端设有轴承,轴承外圈与滚轮体固定,轴承内圈与电加热管固定。
4.根据权利要求3所述的改善锂电池极卷翘曲的方法,其特征在于:所述耐磨保温层紧密包覆在轮体外侧,耐磨保温层的厚度不小于5毫米。
5.根据权利要求4所述的改善锂电池极卷翘曲的方法,其特征在于:位于加热管和轮体之间的均匀导热层厚度为不小于10毫米。
6.根据权利要求5所述的改善锂电池极卷翘曲的方法,其特征在于:电机输出轮、第一输出轮、第二输出轮表面温度为室温。
CN202110853900.0A 2021-07-28 2021-07-28 一种改善锂电池极卷翘曲的方法 Active CN113659216B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110853900.0A CN113659216B (zh) 2021-07-28 2021-07-28 一种改善锂电池极卷翘曲的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110853900.0A CN113659216B (zh) 2021-07-28 2021-07-28 一种改善锂电池极卷翘曲的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113659216A CN113659216A (zh) 2021-11-16
CN113659216B true CN113659216B (zh) 2023-06-02

Family

ID=78490732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110853900.0A Active CN113659216B (zh) 2021-07-28 2021-07-28 一种改善锂电池极卷翘曲的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113659216B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014167859A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Toyota Industries Corp 電極の製造装置、及び電極の製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4775668B2 (ja) * 2008-08-28 2011-09-21 トヨタ自動車株式会社 捲回電極体の製造方法およびその装置、および、電池の製造方法
JP6476782B2 (ja) * 2014-11-18 2019-03-06 株式会社豊田自動織機 電極の製造方法および電極の製造装置
CN205587249U (zh) * 2015-11-23 2016-09-21 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 极片制备系统
KR20180054077A (ko) * 2016-11-15 2018-05-24 주식회사 지엘비이 원통형 소용량 리튬이온전지 및 그 제조방법
US20200028134A1 (en) * 2018-07-18 2020-01-23 Sf Motors, Inc. Battery cell for an electric vehicle battery pack
CN108840147B (zh) * 2018-06-19 2023-07-11 宁波鸿雁包装材料有限公司 一种薄膜在线预拉伸设备
CN210443618U (zh) * 2019-09-06 2020-05-01 惠州锂威新能源科技有限公司 一种改善电池极片卷曲的装置
CN110759153B (zh) * 2019-10-17 2021-09-21 大族激光科技产业集团股份有限公司 自适应锥度张力控制系统
CN110899336B (zh) * 2019-11-29 2024-09-13 湖南领湃达志科技股份有限公司 一种辊压机构及轧辊设计方法
CN211870859U (zh) * 2020-03-05 2020-11-06 华鼎国联四川动力电池有限公司 一种分切机收卷换向机构
CN213150812U (zh) * 2020-09-17 2021-05-07 欣旺达电动汽车电池有限公司 极片的内应力消除装置与锂电池生产线

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014167859A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Toyota Industries Corp 電極の製造装置、及び電極の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113659216A (zh) 2021-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101559446B (zh) 锅炉用焊接不锈钢管的制备方法
JP2012236225A (ja) 内面螺旋溝付管の製造方法および製造装置
CN103394510A (zh) 冷轧铜铝复合材料生产工艺
CN113659216B (zh) 一种改善锂电池极卷翘曲的方法
CN103357695A (zh) 发动机张紧轮用扁钢丝的加工方法
US20200181747A1 (en) Continuous wire drawing apparatus and method
WO2023005441A1 (zh) 一种检测装置及极片延展设备
CN101961740A (zh) 镍氢电池负极基片用带材的拉伸弯曲矫直设备
CN215854227U (zh) 一种模切机走带装置
CN105469900A (zh) 一种铜包铝导体的加工方法
CN207857598U (zh) 一种导风筒口部卷边装置及卷边机
CN111118431A (zh) 一种用于改进光伏焊带低屈服性能的装置
CN106099206A (zh) 一种卷绕型锂电池电芯
JP2014143008A (ja) リチウムイオン二次電池の負極集電体用銅箔、及びリチウムイオン二次電池の負極の製造方法、並びにリチウムイオン二次電池の負極集電体用銅箔の評価方法
CN207267757U (zh) 分切机中心收卷压辊机构
JP4833577B2 (ja) 内面溝付管の製造装置及び製造方法
JP2013111605A (ja) 内面螺旋溝付管の製造方法および製造装置
KR102680127B1 (ko) 전극시트 제조장치 및 제조방법
CN212652395U (zh) 一种小管料生产设备
CN114709371A (zh) 极片拉伸装置及其拉伸方法
CN111020156B (zh) 防止中凸型弹簧热处理变形的工装
CN201176450Y (zh) 加工紧密多圈数蜗卷螺旋弹簧的阶梯旋转式夹具
CN103177913B (zh) 高精度螺旋线使用的工模具及成形制造方法
CN205020777U (zh) 连铸坯割缝在线测量装置
CN218370807U (zh) 一种铜材料带收卷纠偏装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant