CN114039020A - 电极合成装置、方法及电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电极合成装置、方法及电池，涉及电极加工技术领域，包括：沿集流体的运行方向依次设置的热辊压装置及冷辊压装置；热辊压装置用于加热电极膜，并对电极膜与集流体辊压，以将电极膜与集流体压合形成半成品电极；冷辊压装置用于对热辊压后的半成品电极进行冷辊压。通过热辊压装置先将电极膜与集流体进行加热辊压，以将电极膜与集流体压合形成半成品电极。然后可通过冷辊压装置对半成品电极进行冷辊压，以使电极定型形成成品电极，同时使得电极膜与集流体完全贴合。
Description
技术领域
本发明涉及电极加工技术领域，尤其涉及一种电极合成装置、方法及电池。
背景技术
现有技术中，干法涂布电极制备方法通常是将电极活性材料、导电剂与粘接剂进行混合并纤维化处理，得到电极混合物原料。再对电极混合物原料使用高压力挤压机制作形成薄状的电极材料带，将成型的电极材料带压到集流体上形成成品电极。现有技术中的这种方式获得的成品电极定型效果较差，且其电极材料带与集流体的贴合效果不好。因此，如何解决现有技术中的电极制备方案定型及贴合效果差的问题是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种电极合成装置、方法及电池，用以解决现有技术中的电极制备方案定型及贴合效果差的缺陷。
本发明提供的一种电极合成装置，包括：沿集流体的运行方向依次设置的热辊压装置及冷辊压装置；
所述热辊压装置用于加热电极膜，并对所述电极膜与所述集流体辊压，以将所述电极膜与所述集流体压合形成半成品电极；
所述冷辊压装置用于对所述半成品电极进行冷辊压定型，形成成品电极。
根据本发明提供的一种电极合成装置，所述热辊压装置包括加热装置和第一辊压机构，所述加热装置用于对所述电极膜和/或所述第一辊压机构进行加热，所述第一辊压机构用于压合所述电极膜和集流体。
根据本发明提供的一种电极合成装置，所述冷辊压装置包括冷却装置和第二辊压机构，所述冷却装置用于对所述电极膜和/或所述第二辊压机构进行冷却，所述第二辊压机构用于辊压所述半成品电极。
根据本发明提供的一种电极合成装置，所述电极膜包括第一电极膜和第二电极膜，所述第一电极膜和所述第二电极膜用于分别贴合在所述集流体的两侧；
所述热辊压装置的数量为一个，所述热辊压装置用于将所述第二电极膜、所述第一电极膜和所述集流体加热辊压，以将所述第一电极膜、所述集流体及所述第二电极膜压合形成所述半成品电极；
或者，所述热辊压装置的数量为两个，两个所述热辊压装置沿所述集流体的运行方向分布；
位于上游的所述热辊压装置用于将所述第一电极膜与所述集流体进行加热辊压，以将所述第一电极膜与所述集流体压合；
位于下游的所述热辊压装置用于将所述第二电极膜与压合后的所述第一电极膜和所述集流体加热辊压，以将所述第一电极膜、所述集流体及所述第二电极膜压合形成所述半成品电极。
根据本发明提供的一种电极合成装置，还包括第一粗糙化装置和第二粗糙化装置中的至少一者；
所述第一粗糙化装置和所述第二粗糙化装置均设置于所述热辊压装置的上游，所述第一粗糙化装置能够使所述电极膜用于与所述集流体相贴合的面上形成凹坑和/或凸起，所述第二粗糙化装置能够使所述集流体用于与所述电极膜相贴合的面上形成凹坑和/或凸起。
根据本发明提供的一种电极合成装置，还包括第一涂胶装置和第二涂胶装置中的至少一者；
所述第一涂胶装置和所述第二涂胶装置均设置于所述热辊压装置的上游，所述第一涂胶装置能够在所述电极膜用于与所述集流体相贴合的面上涂胶，所述第二涂胶装置能够在所述集流体用于与所述电极膜相贴合的面上涂胶。
根据本发明提供的一种电极合成装置，还包括第一蓄存机构和第二蓄存机构中的至少一者；
所述第一蓄存机构设置于所述热辊压装置的上游，所述第一蓄存机构用于延长所述电极膜的行进路径；
所述第二蓄存机构设置于所述冷辊压装置的下游，所述第二蓄存机构用于延长所述成品电极的行进路径。
本发明还提供一种电极合成方法，包括步骤：
加热电极膜，并对所述电极膜与集流体辊压，以将所述集流体与所述电极膜压合形成半成品电极；
将所述半成品电极进行冷辊压定型，形成成品电极。
根据本发明提供的一种电极合成方法，所述电极膜包括第一电极膜和第二电极膜，所述第一电极膜和所述第二电极膜用于分别贴合在所述集流体的两侧；
所述加热电极膜，并对所述电极膜与集流体辊压，以将所述集流体与所述电极膜压合形成半成品电极，包括：
先将所述第一电极膜加热并与所述集流体进行辊压，以将所述第一电极膜与所述集流体压合；
再将所述第二电极膜加热并与压合后的所述第一电极膜和所述集流体辊压，以将所述第一电极膜、所述集流体及所述第二电极膜压合形成所述半成品电极。
根据本发明提供的一种电极合成方法，在所述加热电极膜，并对所述电极膜与集流体辊压，以将所述集流体与所述电极膜压合形成半成品电极之前，还包括：
在所述电极膜用于与所述集流体相贴合的面上加工出凹坑和/或凸起，和/或，在所述集流体用于与所述电极膜相贴合的面上加工出凹坑和/或凸起。
根据本发明提供的一种电极合成方法，在所述加热电极膜，并对所述电极膜与集流体辊压，以将所述集流体与所述电极膜压合形成半成品电极之前，还包括：
在所述电极膜用于与所述集流体相贴合的面上涂胶，和/或，在所述集流体用于与所述电极膜相贴合的面上涂胶。
本发明还提供一种电池，包括基于如上任一项所述的电极合成方法制成的电极。
本发明提供的电极合成装置，通过热辊压装置将电极膜加热，并对电极膜与集流体进行辊压，以将电极膜与集流体压合形成半成品电极。然后对半成品电极进行冷辊压，以使电极定型形成成品电极，同时使得电极膜与集流体完全贴合。如此设置，可以使成品电极中的电极膜与集流体的定型及贴合效果更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一些实施例中的电极合成装置的结构示意图；
图2是本发明提供的一些实施例中的电极合成装置的结构示意图；
图3是本发明提供的一些实施例中的冷辊压装置的结构示意图；
图4是本发明提供的一些实施例中的冷辊压装置的结构示意图；
图5是本发明提供的一些实施例中的第一蓄存机构的结构示意图；
附图标记：
1：热辊压装置； 5：冷辊压装置； 7：集流体；
9：第一电极膜； 11：第二电极膜； 13：第一粗糙化装置；
15：第二粗糙化装置； 17:第一涂胶装置； 19：第二涂胶装置；
21：第一蓄存机构； 23：传动辊； 25：支撑辊。
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，下面将结合本发明中的附图，对本发明中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作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。
下面结合图1至图5描述本发明的实施例中提供的电极合成装置。
具体来说，电极合成装置包括热辊压装置1、冷辊压装置5。
其中，热辊压装置1、冷辊压装置5在集流体7的运行方向上依次设置。集流体7的运行方向即电极合成过程中集流体7的运动方向。集流体7可为金属箔，包括但不限于铜箔、铝箔。
热辊压装置1用于加热电极膜，并对电极膜与集流体1进行辊压，以将电极膜与集流体7压合形成半成品电极。其中，电极膜的获取方法可以包括：通过将电极的干粉原料，如电极活性材料、导电剂等进行混合并预成型处理，然后经过多级延压处理得到成品干电极膜。
冷辊压装置5用于对半成品电极进行冷辊压定型，形成成品电极。
本发明的实施例中提供的电极合成装置，通过热辊压装置1将电极膜加热并与集流体7进行辊压，以将电极膜与集流体7压合形成半成品电极。然后通过冷辊压装置5对半成品电极进行冷辊压，以使电极定型形成成品电极，同时使得电极膜与集流体7完全贴合。如此设置，可以使成品电极中的电极膜与集流体7的定型及贴合效果更好。
如图1所示，在本发明提供的一些实施例中，热辊压装置1包括第一辊压机构及加热装置。加热装置用于对电极膜和/或第一辊压机构进行加热。第一辊压机构用于压合电极膜与集流体。例如，第一辊压机构可以是对辊辊压机构。将电极膜与集流体7输入对辊之间即可通过两个辊子施加辊压效果。
加热装置包括但不限于是电加热机构、热风加热机构或者烘烤加热机构，以对电极膜等进行加热。当然，除了上述加热方式，还可以将加热装置设置在辊子内部以使辊子升温，从而通过辊子对电极膜进行加热。在辊子内部设置加热装置的相关内容属于现有技术，不属于本文论述重点，此处不再赘述。
如图1所示，在本发明提供的一些实施例中，冷辊压装置5包括冷却装置及第二辊压机构。冷却装置用于对电极膜和/或第二辊压机构进行冷却降温，第二辊压机构用于辊压半成品电极。第二辊压机构可以是对辊辊压机构。利用对辊辊压机构半成品电极进行辊压定型，以使电极膜与集流体7能够更好的贴合。
冷却装置可以包括风冷机构。例如，风冷机构包括风机，通过风机对半成品电极进行风冷降温。当然，冷却装置并不局限于上述形式，例如，在本发明提供的其他实施例中，冷却装置包括冷却室和设置在冷却室的制冷器。冷却室设置有供半成品电极进入的进料口以及供半成品电极排出的出料口。进一步地，第二辊压机构可以设置于冷却室内。
当然为了能够提高定型及贴合效果，如图3所示，在本发明提供的其他实施例中，冷辊压装置5包括至少两级辊压机构，至少两级辊压机构沿着电极的运行方向依次分布。或者，如图4所示，在本发明提供的其他实施例中，冷辊压装置5包括背辊辊压机构。具体地，即通过小直径辊子与待辊压物接触，然后利用大直径辊子挤压小直径辊子，以使小直径辊子能够为待辊压物提供更大的辊压力。
参考图1、图2所示，在本发明提供的一些实施例中，电极膜包括第一电极膜9和第二电极膜11，第一电极膜9和第二电极膜11用于分别贴合在集流体7的两侧。
可选地，热辊压装置1的数量为一个。热辊压装置用于将第一电极膜、第二电极膜与集流体加热辊压，以将第一电极膜、集流体及第二电极膜压合形成半成品电极。即，集流体以及位于集流体两侧的第一电极膜与第二电极膜同时进入热辊压装置内进行压合，以形成半成品电极。
当然，热辊压装置1的数量还可以设置为两个，两个热辊压装置1沿集流体7的运行方向分布。位于上游的热辊压装置1用于将第一电极膜9加热并与集流体7进行辊压，以将第一电极膜9与集流体7压合。位于下游的热辊压装置1用于将第二电极膜11加热并与压合后的第一电极膜9和集流体7辊压，以将第一电极膜9、集流体7及第二电极膜11压合形成半成品电极。如此设置，至少具有以下两方面的优点；
第一方面，相对于同时将第一电极膜9、集流体7及第二电极膜11进行压合的形式，本实施例通过先将第一电极膜9与集流体7压合，再将第二电极膜11与压合后的第一电极膜9和集流体7进行整体压合，使得第一电极膜9与集流体7，以及第二电极膜11与集流体7的贴合效果更好。
第二方面，由于集流体7通常为金属材质而不能被压缩，所以第一电极膜9与集流体7通过位于上游的热辊压装置1时，能够将第一电极膜9的厚度辊压至预定值，之后第二电极膜11与压合后的第一电极膜9和集流体7通过位于热辊压装置1，能够将第二电极膜11的厚度也辊压至预定值。通过本实施例中提供的方式获得的电极，电极的电极膜厚度尺寸精度更高，电极的一致性更好。
在本发明提供的一些实施例中，电极合成装置还包括第一粗糙化装置13和第二粗糙化装置15中的至少一者。
第一粗糙化装置13和第二粗糙化装置15均设置于热辊压装置1的上游。第一粗糙化装置13能够使电极膜用于与集流体7相贴合的面上形成凹坑和/或凸起。第二粗糙化装置15能够使集流体7用于与电极膜相贴合的面上形成凹坑和/或凸起。通过在电极膜的贴合面和/或集流体7的贴合面形成凹坑和/或凸起，能够增大电极膜与集流体7的结合面积，提高电极膜与集流体7的连接强度，并提高电极膜与集流体7的贴合效果。
可选地，第一粗糙化装置13和第二粗糙化装置15均可以是等离子处理装置、激光处理装置、超声波处理装置。除了上述的几种方式，还可以是表面纹路辊压机构，即通过压辊辊压的方式在贴合面形成纹理，以增大电极膜与集流体7的结合面积，提高电极膜与集流体7的连接强度，并提高电极膜与集流体7的贴合效果。
在本发明提供的一些实施例中，电极合成装置还包括第一涂胶装置17和第二涂胶装置19中的至少一者。
第一涂胶装置17和第二涂胶装置19均设置于热辊压装置1的上游。第一涂胶装置17能够在电极膜用于与集流体7相贴合的面上涂胶，第二涂胶装置19能够在集流体7用于与电极膜相贴合的面上涂胶。通过涂胶能够使集流体7与电极膜连接更牢固。
参考图1所示，进一步地，第一涂胶装置17和第二涂胶装置19分别设置于第一粗糙化装置13和第二粗糙化装置15的下游。如此设置，涂胶后电极膜与集流体的粘合效果更好。
可选地，第一涂胶装置17和第二涂胶装置19可以是喷涂装置、刷涂装置或者渗涂装置。
在本发明提供的一些实施例中，电极合成装置还包括第一蓄存机构21和第二蓄存机构中的至少一者。
第一蓄存机构21设置于热辊压装置1的上游，第一蓄存机构21用于延长电极膜的行进路径。由于第一蓄存机构21可延长电极膜的路径，从而可以在生产线发生故障时，蓄积来自上游的一定长度的电极膜或者为下游提供一定长度的电极膜，以避免停机。
第二蓄存机构设置于冷辊压装置5的下游，第二蓄存机构用于延长成品电极的行进路径。原理同上与第一蓄存机构21相同。
如图2所示，可选地，第一蓄积机构和第二蓄积机构可以包括多个传动辊23。多个传动辊23沿曲线路径排布，以使电极膜或成品电极的路径也沿曲线运行，而达到蓄积一定长度的电极膜或者成品电极的效果。
第一蓄积机构和第二蓄积机构并不局限于上述形式，例如，如图5所示，第一蓄积机构可以包括支撑辊25。电极膜可以沿支撑辊25螺旋缠绕，从而可在支撑辊25上蓄积一定长度的电极膜。第二蓄积机构的结构与之相同。
可选地，第一蓄积机构和第二蓄积机构还可以是卷绕机构。
本发明提供实施例中还提供了一种电极合成方法。
具体来说，电极合成方法包括步骤：
加热电极膜，并对集流体7与电极膜辊压，以将集流体7与电极膜压合形成半成品电极。
对半成品电极进行冷辊压定型，以形成成品电极。
先将电极膜加热，并对电极膜与集流体7进行辊压，以将电极膜与集流体7压合形成半成品电极。然后对半成品电极进行冷辊压，以使电极定型形成成品电极，同时使得电极膜与集流体7完全贴合。如此设置，可以使成品电极中的电极膜与集流体7的定型及贴合效果更好。
在本发明提供的一些实施例中，电极膜包括第一电极膜9和第二电极膜11，第一电极膜9和第二电极膜11用于分别贴合在集流体7的两侧。
加热电极膜，并对集流体7与电极膜辊压，以将集流体7与电极膜压合形成半成品电极，包括：
先将第一电极膜9加热并与集流体7进行辊压，以将第一电极膜9与集流体7压合。
再将第二电极膜11加热并与压合后的第一电极膜9和集流体7辊压，以将第一电极膜9、集流体7及第二电极膜11压合形成半成品电极。
如此设置，至少具有以下两方面的优点；
第一方面，相对于同时将第一电极膜9、集流体7及第二电极膜11进行压合的形式，本实施例通过先将第一电极膜9与集流体7压合，再将第二电极膜11与压合后的第一电极膜9和集流体7进行整体压合，使得第一电极膜9与集流体7，以及第二电极膜11与集流体7的贴合效果更好。
第二方面，由于集流体7通常不能被压缩，所以第一电极膜9与集流体7被辊压时，能够使第一电极膜9的厚度达到预定值，之后再对第二电极膜11与压合后的第一电极膜9和集流体7同时辊压，能够使第二电极膜11的厚度也达到预定值。通过本实施例中提供的方式获得的电极，电极的电极膜尺寸精度更高，一致性更好。
在本发明提供的一些实施例中，在加热电极膜，并对集流体7与电极膜辊压，以将集流体7与电极膜压合形成半成品电极之前，还包括：
在电极膜用于与集流体7相贴合的面上加工出凹坑和/或凸起，和/或，在集流体7用于与电极膜相贴合的面上加工出凹坑和/或凸起。
通过在电极膜的贴合面和/或集流体7的贴合面形成凹坑和/或凸起，能够增大电极膜与集流体7的结合面积，提高电极膜与集流体7的连接强度，并提高电极膜与集流体7的贴合效果。
在本发明提供的一些实施例中，在加热电极膜，并对集流体7与电极膜辊压，以将集流体7与电极膜压合形成半成品电极之前，还包括：
在电极膜用于与集流体7相贴合的面上涂胶，和/或，在集流体7用于与电极膜相贴合的面上涂胶。
通过涂胶能够使集流体7与电极膜连接更牢固。
进一步地，可在对电极膜及集流体进行粗糙化处理后再进行涂胶，以提高涂胶后电极膜与集流体的粘合效果。
本发明提供的实施例中还提供了一种电池，包括基于如上任一项的电极合成方法制成的电极。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (12)
1.一种电极合成装置，其特征在于，包括：沿集流体的运行方向依次设置的热辊压装置及冷辊压装置；
所述热辊压装置用于将电极膜加热，并对所述电极膜与所述集流体辊压，以将所述电极膜与所述集流体压合形成半成品电极；
所述冷辊压装置用于对所述半成品电极进行冷辊压定型，形成成品电极。
2.根据权利要求1所述的电极合成装置，其特征在于，所述热辊压装置包括加热装置和第一辊压机构，所述加热装置用于对所述电极膜和/或所述第一辊压机构进行加热，所述第一辊压机构用于辊压所述电极膜和集流体。
3.根据权利要求1所述的电极合成装置，其特征在于，所述冷辊压装置包括冷却装置和第二辊压机构，所述冷却装置用于对所述电极膜和/或所述第二辊压机构进行冷却，所述第二辊压机构用于辊压所述半成品电极。
4.根据权利要求1所述的电极合成装置，其特征在于，所述电极膜包括第一电极膜和第二电极膜，所述第一电极膜和所述第二电极膜用于分别贴合在所述集流体的两侧；
所述热辊压装置的数量为一个，所述热辊压装置用于将所述第二电极膜、所述第一电极膜和所述集流体加热辊压，以将所述第一电极膜、所述集流体及所述第二电极膜压合形成所述半成品电极；
或者，所述热辊压装置的数量为两个，两个所述热辊压装置沿所述集流体的运行方向分布；
位于上游的所述热辊压装置用于将所述第一电极膜加热并与所述集流体进行辊压，以将所述第一电极膜与所述集流体压合；
位于下游的所述热辊压装置用于将所述第二电极膜加热并与压合后的所述第一电极膜和所述集流体辊压，以将所述第一电极膜、所述集流体及所述第二电极膜压合形成所述半成品电极。
5.根据权利要求1所述的电极合成装置，其特征在于，还包括第一粗糙化装置和第二粗糙化装置中的至少一者；
所述第一粗糙化装置和所述第二粗糙化装置均设置于所述热辊压装置的上游，所述第一粗糙化装置能够使所述电极膜用于与所述集流体相贴合的面上形成凹坑和/或凸起，所述第二粗糙化装置能够使所述集流体用于与所述电极膜相贴合的面上形成凹坑和/或凸起。
6.根据权利要求1所述的电极合成装置，其特征在于，还包括第一涂胶装置和第二涂胶装置中的至少一者；
所述第一涂胶装置和所述第二涂胶装置均设置于所述热辊压装置的上游，所述第一涂胶装置能够在所述电极膜用于与所述集流体相贴合的面上涂胶，所述第二涂胶装置能够在所述集流体用于与所述电极膜相贴合的面上涂胶。
7.根据权利要求1所述的电极合成装置，其特征在于，还包括第一蓄存机构和第二蓄存机构中的至少一者；
所述第一蓄存机构设置于所述热辊压装置的上游，所述第一蓄存机构用于延长所述电极膜的行进路径；
所述第二蓄存机构设置于所述冷辊压装置的下游，所述第二蓄存机构用于延长所述成品电极的行进路径。
8.一种电极合成方法，其特征在于，包括步骤：
加热电极膜，并对所述电极膜与集流体辊压，以将所述集流体与所述电极膜压合形成半成品电极；
对所述半成品电极进行冷辊压定型，形成成品电极。
9.根据权利要求8所述的电极合成方法，其特征在于，所述电极膜包括第一电极膜和第二电极膜，所述第一电极膜和所述第二电极膜用于分别贴合在所述集流体的两侧；
所述加热电极膜，并对所述电极膜与集流体辊压，以将所述集流体与所述电极膜压合形成半成品电极，包括：
先将所述第一电极膜加热并与所述集流体进行辊压，以将所述第一电极膜与所述集流体压合；
再将所述第二电极膜加热并与压合后的所述第一电极膜和所述集流体辊压，以将所述第一电极膜、所述集流体及所述第二电极膜压合形成所述半成品电极。
10.根据权利要求8所述的电极合成方法，其特征在于，在所述加热电极膜，并对所述电极膜与集流体辊压，以将所述集流体与所述电极膜压合形成半成品电极之前，还包括：
在所述电极膜用于与所述集流体相贴合的面上加工出凹坑和/或凸起，和/或，在所述集流体用于与所述电极膜相贴合的面上加工出凹坑和/或凸起。
11.根据权利要求8所述的电极合成方法，其特征在于，在加热电极膜，并对所述电极膜与集流体辊压，以将所述集流体与所述电极膜压合形成半成品电极之前，还包括：
在所述电极膜用于与所述集流体相贴合的面上涂胶，和/或，在所述集流体用于与所述电极膜相贴合的面上涂胶。
12.一种电池，其特征在于，包括基于如权利要求8-11任一项所述的电极合成方法制成的电极。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023155944A1 (de) * | 2022-02-16 | 2023-08-24 | Matthews International GmbH | Mehrwalzenkalander zur herstellung von elektroden in einem trockenbeschichtungsverfahren, anordnung zum beidseitigen laminieren einer metallfolie mit elektrodenbahnen und verfahren zum herstellen einer elektrodenbahn mit einem mehrwalzenkalander |
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2021
- 2021-09-26 CN CN202111129919.7A patent/CN114039020A/zh active Pending
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