CN114899414A - 折叠集流体改善电池极片翘曲的方法及装置 - Google Patents

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王佳颖
牛明鑫
郑晓玲
程俊浩
张宏芳
贾学恒
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Abstract

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种折叠集流体改善电池极片翘曲的方法及装置。方法包括下述步骤：1)制备极片；2)将活性物质上下两侧长度不一的集流体的空白端由外向内沿长度方向进行折叠形成折叠端；所述的活性物质上下两侧长度不一的集流体的空白端为折叠空白端。本申请的极片通过在集流体的折叠空白端进行折叠，增加端部集流体的强度，可以有效抑制极片的翘曲。从而使极片在电池制作过程中不太转变为死折不良。提高电池的良率和品质。

Description

折叠集流体改善电池极片翘曲的方法及装置
技术领域
本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种折叠集流体改善电池极片翘曲的方法及装置。
背景技术
锂离子电池内部包含正负极片，其中正极片、负极片均包含集流体以及涂覆在集流体两侧的活性物质。活性物质在集流体的两面涂覆长度不同，所以极片的一部分是只有一面有活性物质。极片在碾压加工时会有一定程度的延展，活性物质的延展率和集流体的延展率是不同的。由于延展率的差异，导致极片仅一面有活性物质的部分会发生翘曲，翘曲方向是从活性物质面向金属集流体面。极片的翘曲会导致其在电池加工制造过程，有一定比例转变为极片死折不良。目前锂电池行业只能将极片死折不良控制在一定的比例，并不能完全消除。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种折叠集流体改善电池极片翘曲的方法及装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种折叠集流体改善电池极片翘曲的方法，包括下述步骤：
1)制备极片；将集流体的上下两侧涂覆活性物质，两侧的涂覆长度不同；一端的活性物质的涂覆长度平齐，另一端的活性物质涂覆时，上侧的活性物质的长度短于下侧活性物质的长度；所述的集流体的左右两侧保留有未涂覆活性物质的空白端；2)将活性物质上下两侧长度不一的集流体的空白端由外向内沿长度方向进行折叠；所述的活性物质上下两侧长度不一的集流体的空白端为折叠空白端。
步骤2)的折叠的层数为2-6层；折叠的宽度为＞0.5mm(有压实的折线即可，折线是关键)，折叠端距离下侧活性物质的距离为＞0mm即可(防止厚度叠加)。
本申请还包括一种改善电池极片翘曲的装置，包括支撑单元、折叠单元以及切刀单元；所述的支撑单元包括下支撑块、上支撑块以及支撑动力机构；所述的切刀单元包括上压块、下切刀以及切刀动力机构；所述的折叠单元包括左折块、下折块以及折叠动力单元；所述的支撑动力单元与下支撑块和/或上支撑块连接实现支撑块和上支撑块的上下相对运动；所述的切刀动力机构与上压块和/或下切刀连接实现上压块的上下相对运动；所述的下折块设置在集流体的折叠空白端的下方；所述的下折块与折叠动力单元连接实现上下运动；所述的左折块设置在所述的上极片的左侧；所述的左折块与折叠动力单元连接实现左右运动以及上下运动；
所述的上支撑块由两块组成；分别为第一上支撑块以及第二上支撑块；所述的第二上支撑块的位置设置在双面涂覆活性物质的集流体的上侧；所述的第一支撑块部分设置在单面涂覆活性物质的集流体的上侧，部分覆盖在双面涂覆活性物质的集流体的上侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本申请的极片通过在集流体的折叠空白端进行折叠，增加端部集流体的强度，可以有效抑制极片的翘曲。从而使极片在电池制作过程中不太转变为死折不良。提高电池的良率和品质。
附图说明
图1为现有技术中极片的结构示意图；
图2为本申请的制备极片的结构示意图；
图3-4为改善电池极片翘曲的装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1示出现有技术中极片的形式，包括集流体101以及设置在所述的集流体上下两侧的活性物质102；制备极片采用下述形式，将集流体的上下两侧涂覆活性物质，两侧的涂覆长度不同；一端的活性物质的涂覆长度平齐，另一端的活性物质涂覆时，上侧的活性物质的长度短于下侧活性物质的长度；所述的集流体的左右两侧保留有未涂覆活性物质的空白端；由于活性物质的延展率和集流体的延展率是不同的(集流体的延展率较低)；由于延展率的差异，导致极片仅一面有活性物质的部分会发生翘曲，翘曲方向是从活性物质面向集流体面。
实施例1：为了克服现有技术的缺陷，本申请体提供了一种折叠集流体改善电池极片翘曲的方法，包括下述步骤：1)制备极片；将集流体的上下两侧涂覆活性物质，两侧的涂覆长度不同；一端的活性物质的涂覆长度平齐，另一端的活性物质涂覆时，上侧的活性物质的长度短于下侧活性物质的长度；所述的集流体的左右两侧保留有未涂覆活性物质的空白端；2)将活性物质上下两侧长度不一的集流体的空白端由外向内沿长度方向进行折叠；所述的活性物质上下两侧长度不一的集流体的空白端为折叠空白端从而得到图2中的集流体的端部含有折叠端的极片；其中折叠端202的折叠的层数为2-6层；折叠的宽度＞0.5mm(有压实的折线即可，折线是关键)，折叠端的末端距离集流体下侧活性物质的距离201＞0mm即可，防止厚度叠加。通常第一支撑块304-1与下折块305之间的间隙可以是0.1-0.5mm。
对不同宽度和压实密度的极片进行试验，对于极片宽度比较小(极片宽度＝18.8mm)且极片压实密度比较低(≈1.50g/cm3)的极片，其翘曲程度较轻，折叠层数为2层，即可消除极片翘曲。对于极片宽度比较大(极片宽度＝115.4mm)且极片压实密度比较低(≈1.78g/cm3)的极片，其翘曲程度较为严重，需要折叠层数为6层，才可以消除极片翘曲。(极片压实密度计算公式＝极粉活性物质面涂覆密度/(极片碾压后厚度-金属集流体厚度))
图3-4示出一种改善电池极片翘曲的装置，包括支撑单元、折叠单元以及切刀单元；所述的支撑单元包括下支撑块、上支撑块以及支撑动力机构；所述的切刀单元包括上压块302、下切刀301以及切刀动力机构；所述的折叠单元包括左折块306、下折块305以及折叠动力单元；所述的支撑动力单元与下支撑块303和/或上支撑块连接实现支撑块和上支撑块的上下相对运动；所述的切刀动力机构与上压块和/或下切刀连接实现上压块的上下相对运动；所述的下折块设置在集流体的折叠空白端的下方；所述的下折块与折叠动力单元连接实现上下运动；所述的左折块设置在所述的上极片的左侧；所述的左折块与折叠动力单元连接实现左右运动以及上下运动。
所述的上支撑块由两块组成；分别为第一上支撑块304-1以及第二上支撑块304-2；所述的第二上支撑块的位置设置在双面涂覆活性物质的集流体的上侧；所述的第一支撑块部分设置在单面涂覆活性物质的集流体的上侧，部分覆盖在上面涂覆活性物质的集流体的上侧。
使用改善电池极片翘曲的装置进行集流体折叠端的制作过程为:
1.改善电池极片翘曲的装置待机状态，下切刀上移，切断极片后下切刀下移(如附图3)。
2.第一上支撑块和第二上支撑块下移压平极片，下支撑块下移的同时上支撑块随下支撑块下移(如附图4)使下折块与左折块与集流体的位置对应。
3.下折块上移，将集流体折叠约90度，下折块下移。
4.第一上支撑块上移，左折块右移后下移(下移的作用是将折线压实)，将集流体的折叠空白端折叠180度；
5.左折块上移后左移，第二上支撑块上移，下支撑块上移，恢复待机状态。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种折叠集流体改善电池极片翘曲的方法，其特征在于，包括下述步骤：
1)制备极片；将集流体的上下两侧涂覆活性物质，两侧的涂覆长度不同；一端的活性物质的涂覆长度平齐，另一端的活性物质涂覆时，上侧的活性物质的长度短于下侧活性物质的长度；所述的集流体的左右两侧保留有未涂覆活性物质的空白端；2)将活性物质上下两侧长度不一的集流体的空白端由外向内沿长度方向进行折叠形成折叠端；所述的活性物质上下两侧长度不一的集流体的空白端为折叠空白端。
2.根据权利要求1所述的改善电池极片翘曲的方法，其特征在于，步骤2)的折叠端的折叠层数为2-6层；折叠端的宽度为＞0.5mm；折叠端距离下侧活性物质的距离＞0mm。
3.一种改善电池极片翘曲的装置，其特征在于，包括支撑单元、折叠单元以及切刀单元；所述的支撑单元包括下支撑块、上支撑块以及支撑动力机构；所述的切刀单元包括上压块、下切刀以及切刀动力机构；所述的折叠单元包括左折块、下折块以及折叠动力单元；所述的支撑动力单元与下支撑块和/或上支撑块连接实现支撑块和上支撑块的上下相对运动；所述的切刀动力机构与上压块和/或下切刀连接实现上压块的上下相对运动；所述的下折块设置在集流体的折叠空白端的下方；所述的下折块与折叠动力单元连接实现上下运动；所述的左折块设置在所述的上极片的左侧；所述的左折块与折叠动力单元连接实现左右运动以及上下运动。
4.根据权利要求3所述的改善电池极片翘曲的装置，其特征在于，所述的上支撑块由两块组成；分别为第一上支撑块以及第二上支撑块；所述的第二上支撑块的位置设置在双面涂覆活性物质的集流体的上侧；所述的第一支撑块部分设置在单面涂覆活性物质的集流体的上侧，部分覆盖在双面涂覆活性物质的集流体的上侧。
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