CN114678655A - 电极组件光复合设备及电极组件制造方法 - Google Patents

电极组件光复合设备及电极组件制造方法 Download PDF

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Abstract

一种电极组件光复合设备及电极组件制造方法，电极组件光复合设备包括光复合组件、设于光复合组件上游的一对隔膜卷轴和负极卷轴；每个隔膜卷轴与光复合组件之间设有喷洒装置和烘箱，喷洒装置用于喷洒光聚合单体溶液；负极卷轴设于一对隔膜卷轴之间。喷洒装置向隔膜喷洒光聚合单体溶液，烘箱将喷洒于隔膜上的光聚合单体溶液烘干，经过光复合组件后，光聚合单体溶液发生聚合反应，使负极极片和隔膜紧密粘结，省去了热复合的加热设备，有效解决有了现有技术中由于使用高温热压工艺而导致人力和物理成本增加的问题。

Description

电极组件光复合设备及电极组件制造方法
技术领域
本发明属于电池领域，更具体地，涉及一种电极组件光复合设备及电极组件制造方法。
背景技术
锂离子电池是当前最热门的新能源储能器件，而电池装配过程中，裸电芯的组装是其中最重要的工序之一。裸电芯装配有三个基本要求：1、负极完全包裹正极；2、隔膜完全包裹负极；3、电极中心对齐。随着电池尺寸向着更长趋势发展，传统的袋式切片和Z字形叠片已经很难满足裸电芯装配的三个基本要求，裸电芯转运过程中造成的电芯变形，极片错位问题频发。
现有技术中，通常将正极片、负极片和隔膜叠置得到薄电芯单元并进行第一次热压，然后将薄电芯单元进行堆叠形成完整电芯，再进行第二次热压，然而使用的高温热压工艺使电池备货工艺复杂，大大增加了人力和物理成本。
因此，期待发明一种电极组件光复合设备，能够有效解决现有技术中由于使用高温热压工艺而导致人力和物理成本增加的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电极组件光复合设备，以解决现有技术中由于使用高温热压工艺而导致人力和物理成本增加的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种电极组件光复合设备，包括光复合组件、设于所述光复合组件上游的一对隔膜卷轴和负极卷轴；每个所述隔膜卷轴与所述光复合组件之间设有喷洒装置和烘箱，所述喷洒装置用于喷洒光聚合单体溶液；所述负极卷轴设于所述一对隔膜卷轴之间。
可选地，所述光复合组件包括一对辊轮，每个所述辊轮内部设有紫外线光源且所述辊轮的侧壁能够透过紫外线；所述一对辊轮之间设有间隙，以供负极极片和隔膜通过。
可选地，所述喷洒装置靠近所述隔膜卷轴，所述烘箱设于所述喷洒装置与所述光复合组件之间。
可选地，所述光复合设备还包括一对传动辊轮，所述一对传动辊轮设于所述光复合组件与一对所述烘箱之间。
可选地，所述光复合设备还包括电极组件切断装置和负极极片切断装置；
所述负极极片切断装置设于所述光复合组件和所述负极卷轴之间，用于切断负极极片；
所述电极组件切断装置设于所述光复合组件的下游，用于切断所述电极组件，所述电极组件包括所述负极极片和分别设于所述负极极片的两个侧面的第一隔膜和第二隔膜。
可选地，所述负极卷轴用于缠绕所述负极极片，所述隔膜卷轴用于缠绕所述隔膜，所述喷洒装置用于向所述隔膜朝向所述负极极片的一侧喷洒所述光聚合单体溶液。
可选地，所述隔膜包含隔膜基材、基材一侧或两侧的涂层，所述涂层的材质选自金属的氧化物、金属的硫酸盐、金属的硅酸盐、金属的碳酸盐、金属的钛酸盐、聚醚系(PEO)、聚丙烯腈系(PAN)、聚偏氟乙烯系(PVDF)和聚甲基丙烯酸甲酯系(PMMA)中的一种或多种。
可选地，所述光聚合单体溶液包含光固化树脂10-30份、光引发剂0.01-0.1份和溶剂70-90份，其中，
所述光固化树脂选自聚砜醚酮树脂、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸酯、有机硅低聚物树脂、光固化聚丁二烯低聚物树脂、有机-无机杂化光固化树脂中的一种或多种。
所述光引发剂选自苯偶姻及衍生物、苯偶酰类化合物、烷基苯酮类化合物、酰基磷氧化物、二苯甲酮类化合物、硫杂蒽酮类化合物中的一种或多种；
所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、甲苯、对二甲苯、四氢呋喃、丙酮、一元醇、多元醇、醚类、去离子水、二氯甲烷中的一种或多种。
一种电极组件制造方法，利用所述的电极组件光复合设备，所述制造方法包括：
应用所述喷洒装置对所述隔膜喷洒所述光聚合单体溶液；
应用所述烘箱对喷洒所述光聚合单体溶液的所述隔膜进行烘干；
应用所述光复合组件对所述负极极片和设于所述负极极片两侧的所述隔膜进行光复合以形成电极组件。
可选地，所述光复合设备还包括电极组件切断装置和负极极片切断装置；
所述负极极片切断装置设于所述光复合组件和所述负极卷轴之间，用于切断负极极片；
所述电极组件切断装置设于所述光复合组件的下游，用于切断所述电极组件，所述电极组件包括所述负极极片和分别设于所述负极极片的两个侧面的第一隔膜和第二隔膜；
所述制造方法还包括：
应用所述负极极片切断装置对所述负极极片进行裁切以形成负极极片段；
应用所述电极组件切断装置对所述电极组件进行裁切。
本发明的有益效果在于：
电极组件光复合设备包括光复合组件、设于光复合组件上游的一对隔膜卷轴和负极卷轴；每个隔膜卷轴与光复合组件之间设有喷洒装置和烘箱，喷洒装置用于喷洒光聚合单体溶液；负极卷轴设于一对隔膜卷轴之间；喷洒装置向隔膜喷洒光聚合单体溶液，烘箱将喷洒于隔膜上的光聚合单体溶液烘干，经过光复合组件后，光聚合单体溶液发生聚合反应，使负极极片和隔膜紧密粘结，省去了热复合的加热设备，有效解决有了现有技术中由于使用高温热压工艺而导致人力和物理成本增加的问题。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的电极组件光复合设备的结构示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的电极组件制造方法的流程图。
附图标记说明
1、隔膜卷轴；2、负极卷轴；3、喷洒装置；4、负极极片切断装置；5、烘箱；6、传动锟轮；7、锟轮；71、紫外线光源；8、电极组件切断装置。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明的一种电极组件光复合设备，包括光复合组件、设于光复合组件上游的一对隔膜卷轴和负极卷轴；每个隔膜卷轴与光复合组件之间设有喷洒装置和烘箱，喷洒装置用于喷洒光聚合单体溶液；负极卷轴设于一对隔膜卷轴之间。
具体地，电极组件光复合设备包括光复合组件、设于光复合组件上游的一对隔膜卷轴和负极卷轴；每个隔膜卷轴与光复合组件之间设有喷洒装置和烘箱，喷洒装置用于喷洒光聚合单体溶液；负极卷轴设于一对隔膜卷轴之间；喷洒装置向隔膜喷洒光聚合单体溶液，烘箱将喷洒于隔膜上的光聚合单体溶液烘干，经过光复合组件后，光聚合单体溶液发生聚合反应，使负极极片和隔膜紧密粘结，省去了热复合的加热设备，有效解决有了现有技术中由于使用高温热压工艺而导致人力和物理成本增加的问题。
在一个示例中，光复合组件包括一对辊轮，每个辊轮内部设有紫外线光源且辊轮的侧壁能够透过紫外线；一对辊轮之间设有间隙，以供负极极片和隔膜通过。
具体地，光聚合单体溶液经过紫外线的照射会发生聚合反应，使隔膜和负极极片粘结在一起，再经过锟轮的压制后，隔膜和负极极片紧密粘结在一起。
进一步地，一对辊轮之间的压力范围为0.1～2Mpa；一对辊轮的转速范围为1～100m/min。
在一个示例中，喷洒装置靠近隔膜卷轴，烘箱设于喷洒装置与光复合组件之间。
在一个示例中，光复合设备还包括一对传动辊轮，一对传动辊轮设于光复合组件与一对烘箱之间。
具体地，一个隔膜卷轴和一对传动辊轮之间的连线与另一个隔膜卷轴与一对传动辊轮之间的连线形成锐角。
进一步地，在烘箱中对光聚合单体溶液进行烘干后，隔膜增重范围为0.1～10g/m2；且辊轮的半径大于传动辊轮的半径。
在一个示例中，光复合设备还包括电极组件切断装置和负极极片切断装置；
负极极片切断装置设于光复合组件和负极卷轴之间，用于切断负极极片；
电极组件切断装置设于光复合组件的下游，用于切断电极组件，电极组件包括负极极片和分别设于负极极片的两个侧面的第一隔膜和第二隔膜。
在一个示例中，负极卷轴用于缠绕负极极片，隔膜卷轴用于缠绕隔膜，喷洒装置用于向隔膜朝向负极极片的一侧喷洒光聚合单体溶液。
在一个示例中，隔膜包含隔膜基材、基材一侧或两侧的涂层，涂层的材质选自金属的氧化物、金属的硫酸盐、金属的硅酸盐、金属的碳酸盐、金属的钛酸盐、聚醚系(PEO)、聚丙烯腈系(PAN)、聚偏氟乙烯系(PVDF)和聚甲基丙烯酸甲酯系(PMMA)中的一种或多种。
在一个示例中，光聚合单体溶液包含光固化树脂10-30份、光引发剂0.01-0.1份和溶剂70-90份，其中，
光固化树脂选自聚砜醚酮树脂、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸酯、有机硅低聚物树脂、光固化聚丁二烯低聚物树脂、有机-无机杂化光固化树脂中的一种或多种。
光引发剂选自苯偶姻及衍生物、苯偶酰类化合物、烷基苯酮类化合物、酰基磷氧化物、二苯甲酮类化合物、硫杂蒽酮类化合物中的一种或多种；
溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、甲苯、对二甲苯、四氢呋喃、丙酮、一元醇、多元醇、醚类、去离子水、二氯甲烷中的一种或多种。
一种电极组件制造方法，利用所述的电极组件光复合设备，制造方法包括：
应用喷洒装置对隔膜喷洒光聚合单体溶液；
应用烘箱对喷洒光聚合单体溶液的隔膜进行烘干；
应用光复合组件对负极极片和设于负极极片两侧的隔膜进行光复合以形成电极组件。
在一个示例中，光复合设备还包括电极组件切断装置和负极极片切断装置；
负极极片切断装置设于光复合组件和负极卷轴之间，用于切断负极极片；
电极组件切断装置设于光复合组件的下游，用于切断电极组件，电极组件包括负极极片和分别设于负极极片的两个侧面的第一隔膜和第二隔膜；
制造方法还包括：
应用负极极片切断装置对负极极片进行裁切以形成负极极片段；
应用电极组件切断装置对电极组件进行裁切。
实施例
如图1所示，一种电极组件光复合设备，包括光复合组件(未示出)、设于光复合组件上游的一对隔膜卷轴1和负极卷轴2；每个隔膜卷轴1与光复合组件之间设有喷洒装置3和烘箱5，喷洒装置3用于喷洒光聚合单体溶液；负极卷轴2设于一对隔膜卷轴1之间。
其中，光复合组件包括一对辊轮7，每个辊轮7内部设有紫外线光源71且辊轮7的侧壁能够透过紫外线；一对辊轮7之间设有间隙，以供负极极片和隔膜通过。喷洒装置3靠近隔膜卷轴1，烘箱5设于喷洒装置3与光复合组件之间。负极卷轴2用于缠绕负极极片，隔膜卷轴1用于缠绕隔膜，喷洒装置3用于向隔膜朝向负极极片的一侧喷洒光聚合单体溶液。隔膜包含隔膜基材、基材一侧或两侧的涂层，涂层的材质选自金属的氧化物、金属的硫酸盐、金属的硅酸盐、金属的碳酸盐、金属的钛酸盐、聚醚系(PEO)、聚丙烯腈系(PAN)、聚偏氟乙烯系(PVDF)和聚甲基丙烯酸甲酯系(PMMA)中的一种或多种。光聚合单体溶液包含光固化树脂10-30份、光引发剂0.01-0.1份和溶剂70-90份，其中，光固化树脂选自聚砜醚酮树脂、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸酯、有机硅低聚物树脂、光固化聚丁二烯低聚物树脂、有机-无机杂化光固化树脂中的一种或多种。光引发剂选自苯偶姻及衍生物、苯偶酰类化合物、烷基苯酮类化合物、酰基磷氧化物、二苯甲酮类化合物、硫杂蒽酮类化合物中的一种或多种；溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、甲苯、对二甲苯、四氢呋喃、丙酮、一元醇、多元醇、醚类、去离子水、二氯甲烷中的一种或多种。
如图1所示，光复合设备还包括一对传动辊轮6、电极组件切断装置8和负极极片切断装置4；一对传动辊轮6设于光复合组件与一对烘箱5之间。负极极片切断装置4设于光复合组件和负极卷轴2之间，用于切断负极极片；电极组件切断装置8设于光复合组件的下游，用于切断电极组件，电极组件包括负极极片和分别设于负极极片的两个侧面的第一隔膜和第二隔膜。
如图2所示，一种电极组件制造方法，利用所述的电极组件光复合设备，制造方法包括：
应用喷洒装置3对隔膜喷洒光聚合单体溶液；
应用烘箱5对喷洒光聚合单体溶液的隔膜进行烘干；
应用光复合组件对负极极片和设于负极极片两侧的隔膜进行光复合以形成电极组件。
其中，光复合设备还包括电极组件切断装置8和负极极片切断装置4；
负极极片切断装置4设于光复合组件和负极卷轴2之间，用于切断负极极片；
电极组件切断装置8设于光复合组件的下游，用于切断电极组件，电极组件包括负极极片和分别设于负极极片的两个侧面的第一隔膜和第二隔膜；
制造方法还包括：
应用负极极片切断装置4对负极极片进行裁切以形成负极极片段；
应用电极组件切断装置8对电极组件进行裁切。
综上所述，电极组件光复合设备包括光复合组件、设于光复合组件上游的一对隔膜卷轴和负极卷轴；每个隔膜卷轴与光复合组件之间设有喷洒装置和烘箱，喷洒装置用于喷洒光聚合单体溶液；负极卷轴设于一对隔膜卷轴之间；喷洒装置向隔膜喷洒光聚合单体溶液，烘箱将喷洒于隔膜上的光聚合单体溶液烘干，经过光复合组件后，光聚合单体溶液发生聚合反应，使负极极片和隔膜紧密粘结，省去了热复合的加热设备，有效解决有了现有技术中由于使用高温热压工艺而导致人力和物理成本增加的问题。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种电极组件光复合设备，其特征在于，包括光复合组件、设于所述光复合组件上游的一对隔膜卷轴和负极卷轴；每个所述隔膜卷轴与所述光复合组件之间设有喷洒装置和烘箱，所述喷洒装置用于喷洒光聚合单体溶液；所述负极卷轴设于所述一对隔膜卷轴之间。
2.根据权利要求1所述的电极组件光复合设备，其特征在于，所述光复合组件包括一对辊轮，每个所述辊轮内部设有紫外线光源且所述辊轮的侧壁能够透过紫外线；所述一对辊轮之间设有间隙，以供负极极片和隔膜通过。
3.根据权利要求1所述的电极组件光复合设备，其特征在于，所述喷洒装置靠近所述隔膜卷轴，所述烘箱设于所述喷洒装置与所述光复合组件之间。
4.根据权利要求2所述的电极组件光复合设备，其特征在于，所述光复合设备还包括一对传动辊轮，所述一对传动辊轮设于所述光复合组件与一对所述烘箱之间。
5.根据权利要求1所述的电极组件光复合设备，其特征在于，所述光复合设备还包括电极组件切断装置和负极极片切断装置；
所述负极极片切断装置设于所述光复合组件和所述负极卷轴之间，用于切断负极极片；
所述电极组件切断装置设于所述光复合组件的下游，用于切断所述电极组件，所述电极组件包括所述负极极片和分别设于所述负极极片的两个侧面的第一隔膜和第二隔膜。
6.根据权利要求1所述的电极组件光复合设备，其特征在于，所述负极卷轴用于缠绕所述负极极片，所述隔膜卷轴用于缠绕所述隔膜，所述喷洒装置用于向所述隔膜朝向所述负极极片的一侧喷洒所述光聚合单体溶液。
7.根据权利要求1所述的电极组件光复合设备，其特征在于，所述隔膜包含隔膜基材、基材一侧或两侧的涂层，所述涂层的材质选自金属的氧化物、金属的硫酸盐、金属的硅酸盐、金属的碳酸盐、金属的钛酸盐、聚醚系(PEO)、聚丙烯腈系(PAN)、聚偏氟乙烯系(PVDF)和聚甲基丙烯酸甲酯系(PMMA)中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的光聚合单体溶液喷洒装置，其特征在于，所述光聚合单体溶液包含光固化树脂10-30份、光引发剂0.01-0.1份和溶剂70-90份，其中，
所述光固化树脂选自聚砜醚酮树脂、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸酯、有机硅低聚物树脂、光固化聚丁二烯低聚物树脂、有机-无机杂化光固化树脂中的一种或多种。
所述光引发剂选自苯偶姻及衍生物、苯偶酰类化合物、烷基苯酮类化合物、酰基磷氧化物、二苯甲酮类化合物、硫杂蒽酮类化合物中的一种或多种；
所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、甲苯、对二甲苯、四氢呋喃、丙酮、一元醇、多元醇、醚类、去离子水、二氯甲烷中的一种或多种。
9.一种电极组件制造方法，利用所述权利要求1-8任一项所述的电极组件光复合设备，其特征在于，所述制造方法包括：
应用所述喷洒装置对所述隔膜喷洒所述光聚合单体溶液；
应用所述烘箱对喷洒所述光聚合单体溶液的所述隔膜进行烘干；
应用所述光复合组件对所述负极极片和设于所述负极极片两侧的所述隔膜进行光复合以形成电极组件。
10.根据权利要求9所述的电极组件制造方法，其特征在于，所述光复合设备还包括电极组件切断装置和负极极片切断装置；
所述负极极片切断装置设于所述光复合组件和所述负极卷轴之间，用于切断负极极片；
所述电极组件切断装置设于所述光复合组件的下游，用于切断所述电极组件，所述电极组件包括所述负极极片和分别设于所述负极极片的两个侧面的第一隔膜和第二隔膜；
所述制造方法还包括：
应用所述负极极片切断装置对所述负极极片进行裁切以形成负极极片段；
应用所述电极组件切断装置对所述电极组件进行裁切。
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