CN113675363A - 一种极片补锂方法及极片补锂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种极片补锂方法及极片补锂装置，属于锂离子电池技术领域。该极片补锂方法首先利用两个压辊机构对两块锂箔进行压延，锂箔通过压辊机构中的光滑轧辊和凹凸轧辊之间的第一间隙时被压延至预设厚度并分别贴附在两个凹凸轧辊上，然后电极片穿过两个凹凸轧辊之间的第二间隙进行一次辊压，并在进行一次辊压时将两个凹凸轧辊上的锂箔压贴在电极片上相对的两侧，以形成预锂极片，从而完成补锂作业。该极片补锂方法由于不需要通过PET膜来辅助，因此成本较低，效率较高，且由于锂箔已经提前被压延至预设厚度，因此预锂量容易控制，补锂效果较好。该极片补锂装置结构紧凑、易于控制，不仅能够控制预锂量，且补锂成本低。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种极片补锂方法及极片补锂装置。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池，其主要依靠锂离子在正负极之间的移动来实现充放电，具有比能量高、寿命长、安全以及环保等优点，因此已经广泛应用在笔记本电脑、手机、数码相机、电动汽车和储能等领域。能量密度是锂离子电池的重要性能，也是制约锂离子电池发展的关键点。随着电脑、手机、电动汽车等设备的不断发展和改进，要求锂离子电池具有更高的能量密度。尤其对于电动汽车行业来说，汽车电动化是整个汽车行业的发展趋势，但核心部件动力电池能量密度低与使用寿命短仍然是限制电动汽车普及的关键瓶颈。
目前的锂离子电池能量密度及电池循环性能仍不能满足实际的需求，锂离子电池充放电过程的锂损失是影响电池能量和电池循环性能的重要原因之一。现有技术中一般通过补锂方式来弥补这一部分损失，补锂技术不仅可以弥补阳极的首效损失，同时还能提供额外的锂源，从而极大地提升锂离子电池的能量密度及循环性能。
现有补锂技术中，包括正极补锂和负极补锂，正极补锂主要通过正极富锂材料的添加达到补锂效果，这种富锂材料稳定性差，对电芯性能有负面影响。负极预锂化技术是负极补锂中应用最广的技术，其主要包括锂粉预锂化和锂带补锂。锂粉预锂化对现有锂电行业的工艺的影响较小，但是锂粉的化学特性较为活泼，其补锂过程安全风险较高。而，通过锂带补锂的方式补锂效率高，无副反应，安全性高，但是其补锂精度较难控制，现有成品锂箔厚度难已满足预锂的需求，需要进行预锂工艺的优化进行预锂量的精度控制，此外，锂箔压延及预埋贴附需要通过PET膜辅助，PET膜的成本较高，且回收较为困难。
因此如何提出一种能够控制锂箔厚度及取消使用PET膜的极片补锂装置及极片补锂方法是现在亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种极片补锂方法，该补锂方法便于控制预锂量，效率高，成本低，补锂效果好。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种极片补锂方法，包括如下步骤：
S1、两个锂箔卷分别放卷以提供两块锂箔，两块所述锂箔分别进入两个压辊机构进行压延；
每个所述压辊机构中，驱动辊驱动光滑轧辊绕第一直线转动，所述锂箔的自由端穿过所述光滑轧辊和凹凸轧辊之间的第一间隙，所述锂箔压延至预设厚度后贴附在所述凹凸轧辊上；
S2、电极卷放卷提供电极片，所述电极片穿过两个所述凹凸轧辊之间的第二间隙进行一次辊压，并在一次辊压时将两个所述凹凸轧辊上的所述锂箔压贴在所述电极片上相对的两侧，以形成预锂极片。
作为优选，在所述S1中，所述光滑轧辊和所述凹凸轧辊在压延所述锂箔至预设厚度时，所述凹凸轧辊上的凸起在所述锂箔上形成多条微缝。
作为优选，所述微缝的宽度小于10μm；相邻两条所述微缝之间的补锂区域的宽度为100μm-3000μm。
作为优选，所述极片补锂方法还包括如下步骤：
S3、将所述预锂极片进行二次辊压。
作为优选，所述极片补锂方法还包括如下步骤：
S4、将经过二次辊压后的所述预锂极片进行涂陶处理。
本发明的另一个目的在于提供一种极片补锂装置，该极片补锂装置不仅能够精确控制预锂量，且补锂成本低。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种极片补锂装置，进行上述的极片补锂方法，所述极片补锂装置包括：
两个压辊机构，两个所述压辊机构关于第一直线对称分布，每一所述压辊机构均包括驱动辊、光滑轧辊和凹凸轧辊，所述驱动辊位于所述光滑轧辊的一侧，用于驱动所述光滑轧辊绕第一轴线转动，所述凹凸轧辊位于所述光滑轧辊的另一侧，所述凹凸轧辊和所述光滑轧辊之间形成压延锂箔的第一间隙，两个所述凹凸轧辊之间形成允许电极片通过的第二间隙；
两个锂箔卷绕机构，每一所述锂箔卷绕机构上各设置有一锂箔卷，两个所述锂箔卷的锂箔自由端分别穿过两个所述第一间隙并对应贴附在两个所述凹凸轧辊上；
电极卷绕机构，所述电极卷绕机构上设置有电极卷，所述电极卷的电极片被配置为能够在通过所述第二间隙时将位于两个所述凹凸轧辊上的所述锂箔贴附至所述电极片的两侧，以形成预锂极片。
作为优选，每一所述压辊机构均包括两个所述驱动辊，两个所述驱动辊包括第一驱动辊和第二驱动辊，所述第一驱动辊与所述光滑轧辊的上部接触，所述第二驱动辊与所述光滑轧辊的下部接触，用于同时驱动所述光滑轧辊绕所述第一轴线转动。
作为优选，所述极片补锂装置还包括第一轧辊和第二轧辊，所述第一轧辊和所述第二轧辊相对设置，所述预锂极片穿过所述第一轧辊和所述第二轧辊之间设置。
作为优选，所述极片补锂装置还包括第一陶瓷和第二陶瓷，所述第一陶瓷和所述第二陶瓷设置在所述第一轧辊和所述第二轧辊的下游，所述预锂极片穿过所述第一陶瓷和所述第二陶瓷之间设置。
作为优选，所述第一间隙的宽度被配置为可调；和/或
所述第二间隙的宽度被配置为可调；和/或
所述光滑轧辊和所述凹凸轧辊之间的压力为0-10兆帕；和/或
两个所述凹凸轧辊之间的压力为0-10兆帕。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种极片补锂方法，该极片补锂方法首先利用两个压辊机构对两块锂箔进行压延，锂箔通过压辊机构中的光滑轧辊和凹凸轧辊之间的第一间隙时被压延至预设厚度并分别贴附在两个凹凸轧辊上，然后电极片穿过两个凹凸轧辊之间的第二间隙进行一次辊压，并在进行一次辊压时将两个凹凸轧辊上的锂箔压贴在电极片上相对的两侧，以形成预锂极片，完成补锂作业。该极片补锂方法由于不需要通过PET膜来辅助，因此成本较低，效率较高，且由于锂箔已经提前被压延至预设厚度，因此预锂量容易控制，补锂效果较好。
本发明还提供了一种极片补锂装置，该极片补锂装置包括两个压辊机构、两个锂箔卷绕机构和电极卷绕机构，压辊机构包括驱动辊、光滑轧辊和凹凸轧辊，锂箔卷绕机构上释放的锂箔自由端能够穿过光滑轧辊和凹凸轧辊之间的第一间隙被压延至预设厚度后贴附在凹凸轧辊上，电极卷绕机构上释放出的电极片能够穿过两个凹凸轧辊之间的第二间隙进行一次辊压，并在一次辊压过程中将两个凹凸轧辊上的锂箔贴附在电极片上相对的两侧，以形成预锂极片。该极片补锂装置结构紧凑、易于控制，不仅能够控制预锂量，且补锂成本低。
附图说明
图1是本发明所提供的极片补锂装置的结构示意图；
图2是本发明所提供的预锂极片的俯视图；
图3是本发明所提供的预锂极片涂陶后的剖面图；
图4是本发明所提供的极片补锂方法的流程图。
图中：
1、驱动辊；2、光滑轧辊；3、凹凸轧辊；4、锂箔卷；5、电极卷；6、第一轧辊；7、第二轧辊；8、第一陶瓷；9、第二陶瓷、10、涂覆机构；11、导向辊；
100、锂箔；200、电极片；300、预锂极片；400、陶瓷层；
101、微缝。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实施例提供了一种极片补锂装置，该极片补锂装置能够对锂离子电池的负极片进行补锂，以提高锂离子电池的能量密度和电池的循环性能，延长锂离子电池的使用寿命。
如图1所示，该极片补锂装置包括两个压辊机构、两个锂箔卷绕机构和一个电极卷绕机构。其中，两个压辊机构关于第一直线对称分布，每一压辊机构分别包括驱动辊1、光滑轧辊2和凹凸轧辊3，两个压辊机构的凹凸轧辊3相邻设置。驱动辊1位于光滑轧辊2远离第一直线的一侧，用于驱动光滑轧辊2绕第一轴线转动。凹凸轧辊3位于光滑轧辊2的另一侧，光滑轧辊2和凹凸轧辊3沿第二直线并排设置，两者之间形成允许锂箔100通过的第一间隙，第二直线垂直于第一直线。需要注意的是，由锂箔卷绕机构上的锂箔卷4上释放出的锂箔100较厚，其厚度为1mm，而第一间隙的宽度小于锂箔100的初始厚度，经过光滑轧辊2和凹凸轧辊3的压延后，锂箔100的厚度能够达到3μm，上下误差不超过1μm。而两个相邻设置的凹凸轧辊3之间形成允许电极片200通过的第二间隙。
两个锂箔卷绕机构分别对应两个压辊机构设置，每一锂箔卷绕机构上各安装有一锂箔卷4，锂箔卷4释放出的锂箔100的自由端穿过第一间隙完成压延，并在被压延后贴附在凹凸轧辊3上。电极卷绕机构上安装有电极卷5，电极卷5释放的电极片200穿过第二间隙，并在穿过第二间隙时，贴附在凹凸轧辊3上的锂箔100转移至电极片200上。两个锂箔100分别贴附在电极片200上相对的两侧，从而完成预锂作业，形成预锂极片300。此处的电极片200是已完成活性物质涂布的电极料。
该极片补锂装置通过利用两组光滑轧辊2和凹凸轧辊3能够提前将两张锂箔100压延至预设厚度，而后通过两个凹凸轧辊3能够将两张锂箔100贴附在电极片200上相对的两侧，从而完成预锂作业。该极片补锂装置结构紧凑、易于控制，且其使预锂作业不再需要PET膜辅助，不仅在极大程度上降低了成本，且能够控制预锂量，利于提高补锂精度。
可选地，驱动辊1的数量可以为一个、两个或者更多个，在本实施例中，选择采用两个。两个驱动辊1分别为第一驱动辊和第二驱动辊，其中，第一驱动辊位于第二驱动辊相对设置，第一驱动辊与光滑轧辊2的上部分接触，以驱动光滑轧辊2的上部分，第二驱动辊与光滑轧辊2的下部分接触，以驱动光滑轧辊2的下部分。第一驱动辊和第二驱动辊的旋转方向相同、旋转速度相同，从而使光滑轧辊2能够平稳地绕第一轴线旋转。进一步可选地，两个驱动辊1和光滑轧辊2可以为大小相等、结构相同的圆柱型轧辊，三者排布呈等边三角形，使用三辊辊压贴合的预锂方法，能够保证压延锂箔100过程中各辊可以进行微形变，以适合更宽幅的锂箔100。
光滑轧辊2具有较为光滑的第一压延面，凹凸轧辊3具有凹凸不平的第二压延面，第一压延面和第二压延面均为圆柱面。凹凸轧辊3的第二压延面上存在凸起，该凸起在压延锂箔100时，能够在锂箔100上形成定间距微缝101(如图2所示)，从而实现间隔补锂。可选地，微缝101的宽度小于10μm，两个微缝101之间的补锂区域的宽度为100μm-3000μm。相较于现有技术中的全补锂，间隔补锂有利于电解液的浸润，从而能够提高锂离子电池的性能。并且，凸起的设置增大了凹凸轧辊3上第二压延面的粗糙度，如此有利于增大作用于锂箔100的驱动力，以降低锂箔100通过第一间隙的难度。
可选地，光滑轧辊2和凹凸轧辊3之间第一间隙的宽度设置为可调，即光滑轧辊2和凹凸轧辊3可以相互靠近或者远离，以改变第一间隙的宽度，如此有利于生产不同厚度的锂箔100，从而提高了该极片补锂装置的通用性。进一步可选地，光滑轧辊2和凹凸轧辊3之间的压力同样设置为可调，使得锂箔100能够顺利转移至凹凸轧辊3上。具体地，光滑轧辊2和凹凸轧辊3之间的压力为0-10兆帕。该极片补锂装置还包括涂覆机构10，利用涂覆机构10可在凹凸轧辊3和光滑轧辊2上可进行硅油或者离型剂涂覆，以使锂箔能够在各辊之间顺利转移。
进一步地，两个凹凸轧辊3之间的第二间隙的宽度设置为可调，即两个凹凸轧辊3可以相互靠近或者远离，以改变第二间隙的宽度，如此有利于完成不同厚度的锂箔100和电极片200的贴附，从而提高了该极片补锂装置的通用性。进一步可选地，两个凹凸轧辊3之间的压力同样设置为可调，使得锂箔100能够顺利贴附在电极片200上。具体地，两个凹凸轧辊3之间的压力为0-10兆帕。
进一步地，两个凹凸轧辊3为恒温控制辊，即凹凸轧辊3能够被加热至预设温度，该预设温度的范围为50℃-80℃。适当加热凹凸轧辊3利于促进锂箔100软化，从而使锂箔100易于与电极片200贴合。
由于锂箔100较软，被两个凹凸轧辊3一次辊压后预锂极片300的贴合效果较差，电极片200和锂箔100的贴合不够紧密，继续参照图1所示，该极片补锂装置还包括第一轧辊6和第二轧辊7，第一轧辊6和第二轧辊7相对设置，且转动方向相反，预锂极片300从第一轧辊6和第二轧辊7之间通过，以进行二次辊压，从而提高电极片200和锂箔100的贴合效果。在本实施例中，仅设置有一组第一轧辊6和第二轧辊7，在其他实施例中，根据预锂极片300的贴合效果，可设置多组第一轧辊6和第二轧辊7。需要注意的是，第一轧辊6和第二轧辊7之间的间隙宽度和压力均设置为可调，压力的调节范围在1T-10T，以提高该装置的通用性和使用灵活性。
从第一轧辊6和第二轧辊7之间出来的预锂极片300由于表面附着有金属锂，金属锂极其活泼，为了便于进行后续极片处理以及降低电芯装配时的安全风险，继续参照图1所示，该极片补锂装置还包括第一陶瓷8和第二陶瓷9，第一陶瓷8和第二陶瓷9相对设置，并设置在第一轧辊6和第二轧辊7的下游，被二次辊压的预锂极片300通过第一陶瓷8和第二陶瓷9之间，从而在锂箔100上形成陶瓷层400(如图3所示)，完成涂陶作业。涂陶后的预锂极片300的安全性能高，便于后续进行极片处理以及便于进行电芯装配。可选地，陶瓷的涂覆厚度在0.5μm-2μm之间。
需要注意的是，驱动上述各辊的移动和旋转的动力部件均可采用现有的动力设备，例如利用电机实现各辊的转动，以及利用电机和丝杠螺母机构的组合实现各辊的移动，其具体结构在此不做详述。另外，该极片补锂装置在干燥环境内作业，干燥环境的露点为-50℃。为了易于布局各机构，可在电极片200或者预锂极片300的一侧设置导向辊11，以改变电极片200或者预锂极片300的运动方向。
本实施例还提供了使用上述极片补锂装置的极片补锂方法，如图4所示，该极片补锂方法具体包括如下步骤：
S1、两个锂箔卷4分别放卷以提供两块锂箔100，两块锂箔100分别进入两个压辊机构进行压延；
每个压辊机构中，驱动辊1驱动光滑轧辊2绕第一直线转动，锂箔100的自由端穿过光滑轧辊2和凹凸轧辊3之间的第一间隙，锂箔100压延至预设厚度后贴附在凹凸轧辊3上。
具体地，两个锂箔卷绕机构上的锂箔卷4转动，从而放卷提供两块锂箔100，锂箔100的厚度为1mm；两块锂箔100分别对应进入两个压辊机构的光滑轧辊2和凹凸轧辊3之间，相对转动的光滑轧辊2和凹凸轧辊3驱动锂箔100通过第一间隙，并将锂箔100压延至3μm(锂箔100的厚度误差上下不超过1μm)；由于凹凸轧辊3为恒温控制辊，锂箔100被加热后硬度降低，从而能够贴附在凹凸轧辊3的第二压延面上，并随着凹凸轧辊3的转动能够到达凹凸轧辊3远离光滑轧辊2的一侧，即进入两个凹凸轧辊3之间。
S2、电极卷5放卷提供电极片200，电极片200穿过两个凹凸轧辊3之间的第二间隙进行一次辊压，并在一次辊压时将两个凹凸轧辊3上的锂箔100压贴在电极片200上相对的两侧，以形成预锂极片300。
具体地，电极卷绕机构上的电极卷5转动，从而释放电极片200，该电极片200在动力的驱动下能够通过两个凹凸轧辊3之间的第二间隙，在通过第二间隙时，随凹凸轧辊3转动进入两个凹凸轧辊3之间的锂箔100在压力的作用下能够分别贴附在电极片200上相对的两侧，一次辊压后形成预锂极片300，至此完成电极片200的预锂作业。
进一步地，该极片补锂方法还包括如下步骤：
S3、将预锂极片300进行二次辊压。
具体地，经过一次辊压后的预锂极片300在动力的驱动下通过设置在下游的第一轧辊6和第二轧辊7之间，在经过第一轧辊6和第二轧辊7之间时进行二次辊压，以提高电极片200和锂箔100的贴合紧密度。
进一步地，该极片补锂方法还包括如下步骤：
S4、将经过二次辊压后的预锂极片300进行涂陶处理。
具体地，经过二次辊压后的预锂极片300在动力的驱动下通过设置在第一轧辊6和第二轧辊7下游的第一陶瓷8和第二陶瓷9之间，并在经过第一陶瓷8和第二陶瓷9之间时进行涂陶作业，从而在两层锂箔100远离电极片200的最外侧涂覆陶瓷形成陶瓷层400，涂覆陶瓷后的预锂极片300安全度提高，在进行后续工序时不易发生安全事故。
进一步地，在步骤S1中，由于凹凸轧辊3上的凸起对质地较软的锂箔100具有足够的切割力，因此在压延锂箔100的时候能够同时在锂箔100上形成多条微缝101，从而实现间隔涂锂。微缝101的宽度小于10μm；相邻两条微缝101之间的补锂区域的宽度为100μm-3000μm。
进一步地，在步骤S1中，还包括如下步骤：
对两个光滑轧辊2和凹凸轧辊3进行硅油或者离型剂的涂覆。硅油或者离型剂的涂覆能够降低锂箔100在各辊上转移的难度。
总之，该极片补锂方法由于不需要通过PET膜来辅助，因此成本较低，效率较高，且由于锂箔100已经提前被压延至预设厚度，因此预锂量容易控制，补锂效果较好。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种极片补锂方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、两个锂箔卷(4)分别放卷以提供两块锂箔(100)，两块所述锂箔(100)分别进入两个压辊机构进行压延；
每个所述压辊机构中，驱动辊(1)驱动光滑轧辊(2)绕第一直线转动，所述锂箔(100)的自由端穿过所述光滑轧辊(2)和凹凸轧辊(3)之间的第一间隙，所述锂箔(100)压延至预设厚度后贴附在所述凹凸轧辊(3)上；
S2、电极卷(5)放卷提供电极片(200)，所述电极片(200)穿过两个所述凹凸轧辊(3)之间的第二间隙进行一次辊压，并在一次辊压时将两个所述凹凸轧辊(3)上的所述锂箔(100)压贴在所述电极片(200)上相对的两侧，以形成预锂极片(300)。
2.根据权利要求1所述的极片补锂方法，其特征在于，
在所述S1中，所述光滑轧辊(2)和所述凹凸轧辊(3)在压延所述锂箔(100)至预设厚度时，所述凹凸轧辊(3)上的凸起在所述锂箔(100)上形成多条微缝(101)。
3.根据权利要求2所述的极片补锂方法，其特征在于，
所述微缝(101)的宽度小于10μm；相邻两条所述微缝(101)之间的补锂区域的宽度为100μm-3000μm。
4.根据权利要求1所述的极片补锂方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S3、将所述预锂极片(300)进行二次辊压。
5.根据权利要求1所述的极片补锂方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S4、将经过二次辊压后的所述预锂极片(300)进行涂陶处理。
6.一种极片补锂装置，其特征在于，进行权利要求1-5任一项所述的极片补锂方法，所述极片补锂装置包括：
两个压辊机构，两个所述压辊机构关于第一直线对称分布，每一所述压辊机构均包括驱动辊(1)、光滑轧辊(2)和凹凸轧辊(3)，所述驱动辊(1)位于所述光滑轧辊(2)的一侧，用于驱动所述光滑轧辊(2)绕第一轴线转动，所述凹凸轧辊(3)位于所述光滑轧辊(2)的另一侧，所述凹凸轧辊(3)和所述光滑轧辊(2)之间形成压延锂箔(100)的第一间隙，两个所述凹凸轧辊(3)之间形成允许电极片(200)通过的第二间隙；
两个锂箔卷绕机构，每一所述锂箔卷绕机构上各设置有一锂箔卷(4)，两个所述锂箔卷(4)的锂箔(100)自由端分别穿过两个所述第一间隙并对应贴附在两个所述凹凸轧辊(3)上；
电极卷绕机构，所述电极卷绕机构上设置有电极卷(5)，所述电极卷(5)的电极片(200)被配置为能够在通过所述第二间隙时将位于两个所述凹凸轧辊(3)上的所述锂箔(100)贴附至所述电极片(200)的两侧，以形成预锂极片(300)。
7.根据权利要求6所述的极片补锂装置，其特征在于，
每一所述压辊机构均包括两个所述驱动辊(1)，两个所述驱动辊(1)包括第一驱动辊和第二驱动辊，所述第一驱动辊与所述光滑轧辊(2)的上部接触，所述第二驱动辊与所述光滑轧辊(2)的下部接触，所述第一驱动辊和所述第二驱动辊用于同时驱动所述光滑轧辊(2)绕所述第一轴线转动。
8.根据权利要求6所述的极片补锂装置，其特征在于，
所述极片补锂装置还包括第一轧辊(6)和第二轧辊(7)，所述第一轧辊(6)和所述第二轧辊(7)相对设置，所述预锂极片(300)穿过所述第一轧辊(6)和所述第二轧辊(7)之间设置。
9.根据权利要求8所述的极片补锂装置，其特征在于，
所述极片补锂装置还包括第一陶瓷(8)和第二陶瓷(9)，所述第一陶瓷(8)和所述第二陶瓷(9)设置在所述第一轧辊(6)和所述第二轧辊(7)的下游，所述预锂极片(300)穿过所述第一陶瓷(8)和所述第二陶瓷(9)之间设置。
10.根据权利要求6所述的极片补锂装置，其特征在于，
所述第一间隙的宽度被配置为可调；和/或
所述第二间隙的宽度被配置为可调；和/或
所述光滑轧辊(2)和所述凹凸轧辊(3)之间的压力为0-10兆帕；和/或
两个所述凹凸轧辊(3)之间的压力为0-10兆帕。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114361397A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-04-15 | 天津中能锂业有限公司 | 一种锂膜两用的极片条形间隔预锂化方法和装置 |
| CN114361398A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-04-15 | 天津中能锂业有限公司 | 制备补锂负极的方法以及补锂负极 |
| WO2023029641A1 (zh) * | 2021-08-30 | 2023-03-09 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 压辊装置及补锂设备 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08222214A (ja) * | 1995-02-20 | 1996-08-30 | Yuasa Corp | リチウム電池 |
| JPH09129220A (ja) * | 1995-11-07 | 1997-05-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | 負極集電体のリチウム箔貼付方法および装置 |
| JPH09330707A (ja) * | 1996-06-10 | 1997-12-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | リチウム箔密着用ローラおよびその製造方法 |
| JP2017017186A (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-19 | 株式会社フジクラ | 蓄電デバイス |
| CN108878775A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-23 | 桑顿新能源科技有限公司 | 一种安全补锂复合负极极片及其制备方法 |
| CN109786662A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-05-21 | 湖北锂诺新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池负极补锂极片及其制备方法 |
| CN210040395U (zh) * | 2019-07-22 | 2020-02-07 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 用于极片补锂的装置 |
| CN111554883A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-08-18 | 郜明文 | 一种基于干法制备电极膜的预锂化方法 |
| WO2021004409A1 (zh) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 用于锂膜成形的机构、方法以及用于极片补锂的装置、方法 |
| US20210135274A1 (en) * | 2017-04-03 | 2021-05-06 | Lg Chem, Ltd. | Pre-lithiation apparatus, method of producing negative electrode unit and negative electrode unit |
| KR102255925B1 (ko) * | 2021-03-05 | 2021-05-25 | 국방과학연구소 | 리튬 음극 제조 장치 및 그 제조 방법 |
| CN112892988A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-04 | 兰州大学 | 一种锂离子电池电极片涂敷装置 |
| CN113148734A (zh) * | 2020-01-22 | 2021-07-23 | 天津中能锂业有限公司 | 超薄锂箔分条转移方法和装置 |
-
2021
- 2021-08-20 CN CN202110962156.8A patent/CN113675363A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08222214A (ja) * | 1995-02-20 | 1996-08-30 | Yuasa Corp | リチウム電池 |
| JPH09129220A (ja) * | 1995-11-07 | 1997-05-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | 負極集電体のリチウム箔貼付方法および装置 |
| JPH09330707A (ja) * | 1996-06-10 | 1997-12-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | リチウム箔密着用ローラおよびその製造方法 |
| JP2017017186A (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-19 | 株式会社フジクラ | 蓄電デバイス |
| US20210135274A1 (en) * | 2017-04-03 | 2021-05-06 | Lg Chem, Ltd. | Pre-lithiation apparatus, method of producing negative electrode unit and negative electrode unit |
| CN108878775A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-23 | 桑顿新能源科技有限公司 | 一种安全补锂复合负极极片及其制备方法 |
| CN109786662A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-05-21 | 湖北锂诺新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池负极补锂极片及其制备方法 |
| WO2021004409A1 (zh) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 用于锂膜成形的机构、方法以及用于极片补锂的装置、方法 |
| CN210040395U (zh) * | 2019-07-22 | 2020-02-07 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 用于极片补锂的装置 |
| CN113148734A (zh) * | 2020-01-22 | 2021-07-23 | 天津中能锂业有限公司 | 超薄锂箔分条转移方法和装置 |
| CN111554883A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-08-18 | 郜明文 | 一种基于干法制备电极膜的预锂化方法 |
| CN112892988A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-04 | 兰州大学 | 一种锂离子电池电极片涂敷装置 |
| KR102255925B1 (ko) * | 2021-03-05 | 2021-05-25 | 국방과학연구소 | 리튬 음극 제조 장치 및 그 제조 방법 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023029641A1 (zh) * | 2021-08-30 | 2023-03-09 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 压辊装置及补锂设备 |
| CN114361397A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-04-15 | 天津中能锂业有限公司 | 一种锂膜两用的极片条形间隔预锂化方法和装置 |
| CN114361398A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-04-15 | 天津中能锂业有限公司 | 制备补锂负极的方法以及补锂负极 |
| CN114361397B (zh) * | 2022-01-10 | 2023-11-10 | 天津中能锂业有限公司 | 一种锂膜两用的极片条形间隔预锂化方法和装置 |
| CN114361398B (zh) * | 2022-01-10 | 2024-01-30 | 天津中能锂业有限公司 | 制备补锂负极的方法以及补锂负极 |
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