CN114535934A - 一种极片辊压方法及极片 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供了一种极片辊压方法及极片,涉及锂电池技术领域。极片辊压方法包括对极片原料进行预处理;对经过预处理后的极片原料的极耳区进行滚花处理;对经过滚花后的极耳区进行预切;对极片原料进行辊压处理;对辊压处理后的极片原料进行分切处理得到极片。本实施例提供的极片辊压方法通过先对极耳区进行滚花及预切处理,可以提前释放极片辊压应力,有效缓解极片的延展问题,减少了极片断带的风险,提升了极片的压实密度,同时也提高了电池的能量密度。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域,具体而言,涉及一种极片辊压方法及极片。
背景技术
极片辊压方法主要用于制造极片,在制造极片的过程中需要对极片进行辊压,调整极片的厚度。在辊压过程中,由于辊压应力过大,容易出现断带的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种极片辊压方法及极片,通过先对极耳区进行滚花及预切处理,可以提前释放极片辊压应力,有效缓解极片的延展问题,减少了极片断带的风险,提升了极片的压实密度,同时也提高了电池的能量密度。
本发明的实施例可以这样实现:
第一方面,本发明实施例提供了一种极片辊压方法,用于制造极片,所述极片辊压方法包括:
对极片原料进行预加热处理;
对经过预处理后的极片原料的极耳区进行滚花处理;
对经过滚花后的极耳区进行预切;
对所述极片原料进行辊压处理;
对所述辊压处理后的极片原料进行分切处理得到所述极片。
在本发明可选的实施例中,在对所述极片原料进行辊压处理的步骤之前,所述极片辊压方法包括:
对经过预处理后的极片原料的涂料区进行滚花处理。
在本发明可选的实施例中,滚花的纹路可以是一字形、十字形、三角形、菱形、四边形、圆形和斜纹中的至少一种。
在本发明可选的实施例中,相邻两个滚花纹路之间的检测为0.2mm~2mm之间。
在本发明可选的实施例中,在对经过滚花后的极耳区进行预切的步骤之前,所述极片辊压方法还包括:
对所述极片原料的剩余区域进行激光清洗,其中,剩余区域是指除了所述涂料区以及极耳区之外的其他区域。
在本发明可选的实施例中,激光清洗的深度为10um~300um之间。
在本发明可选的实施例中,在对所述辊压处理后的极片原料进行分切处理得到所述极片的步骤之前,所述极片辊压方法还包括:
对所述极片原料进行尺寸检测;
若存在合格的所述极片原料,则执行所述对所述辊压处理后的极片原料进行分切处理得到所述极片的步骤。
在本发明可选的实施例中,预切处理为激光模切、五金冲切、旋切中的至少一种。
第二方面,本发明实施例提供了一种极片,采用第一方面提供的极片辊压方法制成。
在本发明可选的实施例中,所述极片包括极片本体及多个滚花单元,多个所述滚花单元间隔设置在所述极片本体上。
本发明实施例的有益效果:极片辊压方法包括对极片原料进行预处理;对经过预处理后的极片原料的极耳区进行滚花处理;对经过滚花后的极耳区进行预切;对极片原料进行辊压处理;对辊压处理后的极片原料进行分切处理得到极片。本实施例提供的极片辊压方法通过先对极耳区进行滚花及预切处理,可以提前释放极片辊压应力,有效缓解极片的延展问题,减少了极片断带的风险,提升了极片的压实密度,同时也提高了电池的能量密度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本发明实施例提供的极片辊压方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,若出现术语“上”、“下”、“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,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,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,若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例中的特征可以相互结合。
第一实施例
请参阅图1,本实施例提供了一种极片辊压方法,本实施例提供的极片辊压方法通过先对极耳区进行滚花及预切处理,可以提前释放极片辊压应力,有效缓解极片的延展问题,减少了极片断带的风险,提升了极片的压实密度,同时也提高了电池的能量密度。
本实施例提供的极片辊压方法主要用于制造极片,在制造极片的过程中容易出现断带的问题。本实施例提供的极片辊压方法通过先对极耳区进行滚花及预切处理,可以提前释放极片辊压应力,有效缓解极片的延展问题,减少了极片断带的风险,提升了极片的压实密度,同时也提高了电池的能量密度。
具体步骤如下:
步骤S10,对极片原料进行预加热处理。
在本实施例中,在对极片原料预加热之前需要先对极片原料进行自动放卷,使极片原料的张力保持在设定范围内,主要采用放卷机构进行放卷,放卷机构在放卷的同时可以进行纠偏处理,卷径检测等功能。
在放卷的同时对极片原料进行预加热处理。其中,预加热处理包括对极片原料的极耳区及涂料区同时进行预加热处理。预加热主要用于去除极片原料表面多余的水分,减小极片原料辊压后的反弹,增加活性物质和箔材之间的粘合力。经过预热后的极片原料进行辊压可以减小极片的内应力,有利于后面的分切、模切等。经过预热后的极片原料再进行辊压可以降低极片的变形抗力,有利于提供活性物质的液量。
其中,加热方式可以是超声波加热、等离子加热、红外线加热、油加热、电加热和光学加热中的至少一种,在加热过程中采用非接触式加热,可时间集流体局部加热或者是极片原料整体加热。加热温度在45摄氏度至200摄氏度之间。具体的加热温度可以根据实际情况进行灵活设置。
步骤S20,对经过预处理后的极片原料的极耳区进行滚花处理。
在预处理完成之后,对极片原料的极耳区进行滚花处理,提前将极耳区的应力进行分散均匀释放,在对极耳区进行滚花处理的过程中不会影响极片原料的涂覆区,从而确保滚花后的极耳刚度。
需要说明的是对极耳区进行滚花处理则是对极耳区的两面均进行滚花处理,而滚花的方式可以是正反面同步滚花,也可以是正反面异步滚花。
在本实施例中,则采用滚花装置对极耳区进行滚花处理,滚花装置可以是凸轮结构,可以是液压结构,还可以是气动结构。而滚花的纹路也就是滚花的形状可以是规则形状,如一字形、十字形、三角形、菱形、四边形、圆形和斜纹中的至少一种。除此之外,滚花的形状还可以为不规则形状。
滚花的深度也可以根据极片厚度进行调整。
步骤S30,对经过预处理后的极片原料的涂料区进行滚花处理。
在本实施例中,对极片原料的涂料区进行滚花处理,可以将涂料区分隔呈若干个等间距或变间距的分区,将整个极片原料的延展进行消除,对极耳区滚花后遗留的应力进行进一步地释放,达到极片不延展或者微小范围内延展的效果,从而实现了极片原料基本不延展,改善了后续辊压处理基本不会出现断带的问题。
需要说明的是对极耳区进行滚花处理则是对涂料区的两面均进行滚花处理,而滚花的方式可以是正反面同步滚花,也可以是正反面异步滚花。
在本实施例中,则采用滚花装置对涂料区进行滚花处理,滚花装置可以是凸轮结构,可以是液压结构,还可以是气动结构。而滚花的纹路也就是滚花的形状可以是规则形状,如一字形、十字形、三角形、菱形、四边形、圆形和斜纹中的至少一种。除此之外,滚花的形状还可以为不规则形状。
滚花的深度也可以根据极片厚度进行调整。滚花的深度在10微米到300微米之间。相应地,在辊轮上的纹路的深度也大体在10微米到300微米之间。
滚花辊压的压力范围:1吨到50吨之间,比如在2吨到5吨之间,当然,具体的压力值可以根据实际情况进行灵活设置。
滚花纹路沿辊面均布,且纹路之间保留适当的间隙,纹路间隙可选0.2mm-2mm,优选≤1mm。
步骤S40,对极片原料的剩余区域进行激光清洗。其中,剩余区域是指除了涂料区以及极耳区之外的其他区域。
在本实施例中,对剩余区域即未滚花的极片表面涂层利用激光清洗进行消除,不会影响到极片原料,极片清洗部分包含:激光器组件,除尘组件。清洗方式:极片原料的一面或者双面进行激光清洗处理,可同步亦可异步清洗。
激光清洗的深度范围:在10微米到300微米之间,相应地,在滚花后极片与清洗后极片表面高度差保持在10微米到200微米之间。激光清洗完成后进行除尘,除尘方式包含:超声波除尘、风刀除尘、等离子除尘、红外除尘中的至少一种。除尘装置结构均采用非接触式,能够避免除尘机构对极片的干涉。
步骤S50,对经过滚花后的极耳区进行预切。
在本实施例中,首先对极耳区进行预切处理,从而将极耳区也分成若干个等间距或变间距的分区,将极片原料延展进行消除,对极耳滚花后遗留的应力进行完全释放,达到极耳区不延展的效果,也不会影响到涂料区的辊压效果。
其中,预切方式可以包括激光模切、五金冲切、旋切中的至少一种。极耳区两侧可同时预切,也可以分开预切。具体的预切方式可以根据实际情况进行灵活调整。其预切的形状为可成型极耳、一字型、十字形、三角形、菱形、四边形、圆形、斜纹等规则形状,可以为其他不规则形状。
并且预切装置在切割过程中,同时进行除尘。可以从极耳区的两侧进行除尘处理,除尘方式包含:超声波除尘、风刀除尘、等离子除尘、红外除尘等,除尘装置结构均采用非接触式,能够避免除尘机构对极耳区的干涉,保证实现在极耳区两侧切割出处于同一条直线上或错位分布的极耳区,减少极耳区断带风险,切割过程中,极耳区处于悬空状态,切割后的极耳区不会碰到障碍物发生变形。
步骤S60,对极片原料进行辊压处理。
在本实施例中,对预切处理后的极片原料的剩余区域进行辊压处理。辊压厚度与滚花厚度一致。
对极片原料进行了滚花处理、清洗处理和极耳区预切处理,有利于降低极片的延展。其中极耳区滚花可以降低与涂料区因高低差造成的褶皱和延展,涂料区滚花和剩余区域清洗可以降低辊压过程中因内应力释放引起的打皱、波浪边等。将极片分成若干不同的小区域,增大电解液进入通道,具体实施方式可根据极片涂层厚度进行调整。
其中,此辊压工艺具体为:将电池浆料涂覆于涂料区上;烘干涂覆有电池浆料的涂料区片。涂料区包括但不限于铜箔和铝箔等。
步骤S70,对极片原料的产品数据进行检测。
电芯极片辊压完成后,对极片全方面进行检测;其极片检测方式包含激光测厚仪&传感器、CCD、编码器、光纤、传感器、红外线中的至少一种。产品数据包含对辊压后的极片长度、宽度、厚度、极耳预切位置、尺寸、表面瑕疵等,进行识别判定,并与辊压机构、预切机构形成闭环,自动进行调整。从而保证良品率和极片的质量。
步骤S80,若存在合格的极片原料,则对辊压处理后的极片原料进行分切处理得到极片。
在检测过程中,若检测到的数据在预设范围内,则判断该极片原料合格,从而可以提高极片质量及良品率。
以宽度为例,检测极片原料的宽度值,判断宽度值是否在预设宽度范围内,若在,则判断该极片的宽度合格,以上所有数据合格后,则判断该极片原料合格。
综上所述,本实施例提供的极片辊压方法,对极片原料进行预加热处理,极耳区和涂料区分别进行滚花处理,将极耳区和涂料区进行分级滚花,然后对极耳区进行预切割,提前释放极片碾压应力,有效缓解或消除极片的延展问题,减少了依靠拉伸将极耳区和涂料区同步延展引起的断带现象。从而提升电池极片的压实密度,也有利于提高电池的能量密度。
第二实施例
本实施例提供了一种极片,本实施例提供的极片通过先对极耳区进行滚花及预切处理,可以提前释放极片辊压应力,有效缓解极片的延展问题,减少了极片断带的风险,提升了极片的压实密度,同时也提高了电池的能量密度。
本实施例提供的极片采用第一实施例提供的极片辊压方法制成,极片包括极片本体及多个滚花单元,多个滚花单元间隔设置在极片本体上。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种极片辊压方法,用于制造极片,其特征在于,所述极片辊压方法包括:
对极片原料进行预加热处理;
对经过预处理后的极片原料的极耳区进行滚花处理;
对经过滚花后的极耳区进行预切;
对所述极片原料进行辊压处理;
对所述辊压处理后的极片原料进行分切处理得到所述极片。
2.根据权利要求1所述的极片辊压方法,其特征在于,在对所述极片原料进行辊压处理的步骤之前,所述极片辊压方法包括:
对经过预处理后的极片原料的涂料区进行滚花处理。
3.根据权利要求1或2所述的极片辊压方法,其特征在于,滚花的纹路是一字形、十字形、三角形、菱形、四边形、圆形和斜纹中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的极片辊压方法,其特征在于,相邻两个滚花纹路之间的检测为0.2mm~2mm之间。
5.根据权利要求1所述的极片辊压方法,其特征在于,在对经过滚花后的极耳区进行预切的步骤之前,所述极片辊压方法还包括:
对所述极片原料的剩余区域进行激光清洗,其中,剩余区域是指涂料区以及极耳区之外的其他区域。
6.根据权利要求5所述的极片辊压方法,其特征在于,激光清洗的深度为10um~300um之间。
7.根据权利要求1所述的极片辊压方法,其特征在于,在对所述辊压处理后的极片原料进行分切处理得到所述极片的步骤之前,所述极片辊压方法还包括:
对所述极片原料的产品数据进行检测;
若存在合格的所述极片原料,则执行所述对所述辊压处理后的极片原料进行分切处理得到所述极片的步骤。
8.根据权利要求1所述的极片辊压方法,其特征在于,预切处理为激光模切、五金冲切、旋切中的至少一种。
9.一种极片,其特征在于,采用如权利要求1-8任一项所述的极片辊压方法制成。
10.根据权利要求9所述的极片,其特征在于,所述极片包括极片本体及多个滚花单元,多个所述滚花单元间隔设置在所述极片本体上。
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