CN115132964A - 一种锂电池极片基材及极片制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力电池技术领域，并提出了一种锂电池极片基材，其包括若干个初极片、若干个长条孔与若干个薄弱部，各初极片横向依次排布；各长条孔分别设置在相邻两个初极片之间。通过设置薄弱部，并通过拉扯，将相邻的两个初极片从长条孔与两个薄弱部断开，长条孔部分不通过激光切割进行分离，可有效减少激光切割的长度，从而提高极片切割效率，且避免了在直接在涂布电极材料的位置切割，防止产生毛刺及掉料等问题；通过将废料区与极耳分离，将残留在初极片上的薄弱部与废料区一同切下，从而激光切割时仅需对初极片上涂布区两侧的残留薄弱部进行切除，进一步提高极片生产效率。

Description

一种锂电池极片基材及极片制作方法

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种锂电池极片基材及极片制作方法。

背景技术

由于锂电池极片在切割时，直接在涂布电极材料的箔材上进行切割，极易产生毛刺，且会使得涂布材料掉料，故而现有的锂电池极片生产方式一般是通过激光切割来进行裁切，卷绕工艺生产的电芯一般是一张正极片和一张负极片及两张隔膜，极片和极片之间不需要裁切。而叠片工艺生产的电芯是较多的正极片和负极片组成，正负极片的数量通常多达百片以上。

现有技术中，申请公布号为CN110666446A的“一种锂电池极片激光制片方法”，公开了通过激光切割制作电池极片的方法，但是，当用叠片工艺生产电芯时，需要对每块极片进行激光切割，受限于激光切割的速度，叠片的生产效率较低，而极片的切割成了叠片生产工艺的瓶颈工序之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种锂电池极片基材及极片制作方法，采用本锂电池极片基材及对应的极片制作方法生产极片，可提高极片生产效率，同时也不存在传统模切导致的极片生产质量受到影响。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种锂电池极片基材，包括若干个初极片、若干个长条孔与若干个薄弱部，其中，

各初极片，横向依次排布；

各长条孔，分别设置在相邻两个初极片之间；

各薄弱部，分别设置在相邻两个初极片之间，用于连接对应长条孔两侧的初极片，所述长条孔与相邻薄弱部的宽度相等；

当相邻两个初极片受外力拉扯时，两个初极片之间的薄弱部断裂，使两个初极片分离。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述薄弱部上开设有若干个细孔。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述初极片包括两个涂布区与冲切部，两个所述涂布区分别位于初极片的两侧，各个所述初极片的冲切部均位于同一侧，且相邻的两个冲切部通过薄弱部连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，相邻两个所述初极片之间的薄弱部数量为两个，且两个薄弱部与长条孔的长度之和与初极片的长度相等。

进一步优选的，所述冲切部包括极耳与两个废料区，相邻两个所述废料区通过极耳或薄弱部连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述长条孔的宽度为1-3mm。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述长条孔的长度小于初极片的长度40-60mm。

另一方面，本发明提供了一种极片制作方法，包括以下步骤：

S1、将带材进行预成型，得到上述的锂电池极片基材；

S2、在初极片的两侧涂布电极材料，并在初极片上预留出冲切部；

S3、将相邻的两个初极片通过拉扯，使两个初极片之间的薄弱部断裂，重复本步骤，直至各初极片分离；

S4、对冲切部进行冲切，使冲切部分离为极耳与两个废料区，废料区上残留的薄弱部将与废料区一同切除；

S5、将切除废料区后的初极片堆叠，并通过激光对初极片上残留的薄弱部进行切除，即可得到电池极片。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S2中所述的涂布电极材料通过电芯涂布线进行，且涂布方式为间歇涂布。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S1中所述的带材为铜箔材和/或铝箔材。

本发明的锂电池极片基材及极片制作方法相对于现有技术具有以下有益效果：

（1）通过设置薄弱部，可将相邻的两个初极片从长条孔与两个薄弱部断开，长条孔部分不通过激光切割进行分离，可有效减少激光切割的长度，从而提高极片切割效率，且避免了在直接在涂布电极材料的位置切割，防止产生毛刺及掉料等问题；

（2）通过将废料区与极耳分离，将残留在初极片上的薄弱部与废料区一同切下，从而激光切割时仅需对初极片上涂布区两侧的残留薄弱部进行切除，进一步提高极片生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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，下面描述中的附图仅仅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为本发明的锂电池极片基材的结构示意图；

图2为本发明的锂电池极片基材的分区示意图；

图3为本发明的极片制作方法的流程图；

图4为本发明的极片制作方法步骤三中得到的初极片示意图；

图5为本发明的极片制作方法最终得到的电池极片示意图。

图中：1、初极片；2、长条孔；3、薄弱部；31、细孔；11、涂布区；12、冲切部；121、极耳；122、废料区。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，本发明的一种锂电池极片基材，其包括若干个初极片1、若干个长条孔2与若干个薄弱部3。

各初极片1，为大小一致的长方形金属箔材，且均沿图1所示的方向等间距依次排布，初极片1作为生产电池极片的中间产物，可在电极材料的涂布过程中进行统一的涂布操作，避免单片涂布影响加工效率。

各长条孔2，分别设置在相邻两个初极片1之间，由两个薄弱部3与两个初极片1合围形成，长条孔2的宽度为1-3mm，也可超过此宽度范围，但长条孔2的宽度超过3mm后，所形成的废料量较大，将增大生产成本，长条孔2的长度小于初极片1的长度40-60mm，即长条孔2到初极片1长度方向上的两个外缘最短距离为20-30mm，此距离也作为极耳121的长度范围，在此范围内，可避免薄弱部3撕裂所需力过大，或连接稳定性较差导致传输过程中薄弱部3产生撕裂，长条孔2作为两个初极片1之间的区域，可直接通过模切加工形成，用于在两个薄弱部3断裂后，使两个初极片1直接分离。

各薄弱部3，与初极片1的材料相同，且厚度一致，分别设置在各长条孔2的两侧，用于连接对应长条孔2两侧的初极片1，所述长条孔2与相邻薄弱部3的宽度相等，且长度之和等于初极片1的长度，薄弱部3上可设置图案或孔洞，使得其受拉扯直接断开，薄弱部3可在加工过程中断裂，使与其相邻的两个初极片1分离，在加工过程中，初极片1可在薄弱部3的连接下，进行同步运动，完成电极材料的涂布作业。

作为一种优选实施方式，所述薄弱部3上开设有若干个细孔31，各个所述细孔31沿长条孔2的长度方向分布，在薄弱部3的撕裂过程中，细孔31可减小薄弱部3的实际连接长度，同时细孔31可对撕裂方向进行引导，避免撕裂方向歪斜影响初极片1的整体质量，具体的，可根据薄弱部3的长度选择细孔31的数量与直径，通过设置不同数量与直径的细孔31，可改变薄弱部3断裂所需要的拉力。

作为一种优选实施方式，所述初极片1上设置有两个涂布区11，两个所述涂布区11分别位于初极片1的前后两侧，且宽度与初极片1相等，同时底部与初极片1的底部边缘接触，涂布区11的左右两侧分别紧贴两个薄弱部3，同时涂布区11的顶部距离初极片1顶端的两个薄弱部3，均具有1-2mm的间距，设置的涂布区11用于在后续加工时，涂布电极材料。

作为一种优选实施方式，所述初极片1包括冲切部12，冲切部12与涂布区11连接，且冲切部12与涂布区11的宽度相等，各个所述初极片1的冲切部12均位于各初极片1的同一侧，且相邻的两个冲切部12通过薄弱部3连接，对冲切部12进行冲切作业时，当薄弱部3断裂后，相邻的两个冲切部12将分离，并通过模切，将冲切部12上的薄弱部3切下。

具体的，所述冲切部12包括极耳121与两个废料区122，相邻两个所述废料区122通过极耳121或薄弱部3连接，同时冲切部12上设置有两个L型的待切割线，通过两个待切割线进行模切作业，分离两个废料区122与极耳121，使得薄弱部3与废料区122同时离开极耳121。

本锂电池极片基材的原理为：在生产加工过程中，可直接采用模切的方式加工，形成本方案中的锂电池极片基材，在后续的极片加工过程中，可直接通过拉扯等方式使相邻的两个初极片1进行分离，减小在电极涂料涂布后，激光切割的距离，使激光切割的距离从原本初极片1的长度，变为两个薄弱部3的长度，从而有效提高激光切割效率，同时，在涂布电极材料前后的模切作业，也不会对涂布区11上的涂料造成影响。

如图1-5所示，本发明的一种极片制作方法，包括以下步骤：

1）如图1所示，将带材进行预成型，得到上述的锂电池极片基材，所使用的带材为铜箔材和/或铝箔材，作为生产锂电池极片的基础材料，其中的预成型加工，可通过模切的方式，在带材上间隔一定距离开设长条孔2与细孔31，所间隔的距离为初极片1的宽度距离，长条孔2与细孔31可同步模切形成，带材上开设细孔31且与长条孔2同宽的部分即为薄弱部3，长条孔2开设在两个薄弱部3之间；

2）在初极片1的两侧涂布电极材料，并在初极片1上预留出冲切部12，具体的，在初极片1的正反两侧均设置有涂布区11，通过电芯涂布线在涂布区11上涂布电极材料，所采用的涂布方式为间歇涂布，即以长条孔2和薄弱部3为涂布间隙，在多个连续的初极片1上进行涂布作业，初极片1上未进行涂布的部分，即为冲切部12；

3）如图2与图4所示，将相邻的两个初极片1，由液压或者气动设备，将连接在一起的两个初极片1其中一个进行压紧，并拉扯另一个初极片1，通过拉扯，使两个初极片1之间的薄弱部3断裂，从而将初极片1从锂电池极片基材分离，得到多个分离出的初极片1，需要注意的是，挤压初极片1设备的压头采用铁氟龙制成，且对初极片1的压力远大于拉扯力；

4）对分离出的初极片1的冲切部12使用模切设备进行冲切，使冲切部12分离为极耳121与两个废料区122，废料区122上残留的薄弱部3将与废料区122一同切除，而极耳121仍然与涂有电极材料的涂布区11连接，具体的，极耳121呈T型设置，废料区122左右对称的设置在极耳121上，通过两个L型的模切轨迹，将两个长方形的废料区122从极耳121的外侧切除；

5）如图5所示，将切除废料区122后的初极片1堆叠，并通过激光对堆叠在一起的初极片1两侧边缘处残留的薄弱部3进行切除，即可得到电池极片。

需要注意的是，对于正负极片的生产，仅需在涂布电极材料时，选用正极材料或负极材料，即可进行正负极片的选择生产作业，同时，所生产处的极片均自带极耳121，在后续加工过程中，无需外焊极耳121。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂电池极片基材，其特征在于：包括若干个初极片（1）、若干个长条孔（2）与若干个薄弱部（3），其中，

各初极片（1），横向依次排布；

各长条孔（2），分别设置在相邻两个初极片（1）之间；

各薄弱部（3），分别设置在相邻两个初极片（1）之间，用于连接对应长条孔（2）两侧的初极片（1），所述长条孔（2）与相邻薄弱部（3）的宽度相等；

当相邻两个初极片（1）受外力拉扯时，两个初极片（1）之间的薄弱部（3）断裂，使两个初极片（1）分离。

2.如权利要求1所述的锂电池极片基材，其特征在于：所述薄弱部（3）上开设有若干个细孔（31）。

3.如权利要求1所述的锂电池极片基材，其特征在于：所述初极片（1）包括两个涂布区（11）与冲切部（12），两个所述涂布区（11）分别位于初极片（1）的两侧，各个所述初极片（1）的冲切部（12）均位于同一侧，且相邻的两个冲切部（12）通过薄弱部（3）连接。

4.如权利要求1所述的锂电池极片基材，其特征在于：相邻两个所述初极片（1）之间的薄弱部（3）数量为两个，且两个薄弱部（3）与长条孔（2）的长度之和与初极片（1）的长度相等。

5.如权利要求3所述的锂电池极片基材，其特征在于：所述冲切部（12）包括极耳（121）与两个废料区（122），相邻两个所述废料区（122）通过极耳（121）或薄弱部（3）连接。

6.如权利要求1所述的锂电池极片基材，其特征在于：所述长条孔（2）的宽度为1-3mm。

7.如权利要求1所述的锂电池极片基材，其特征在于：所述长条孔（2）的长度小于初极片（1）的长度40-60mm。

8.一种极片制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将带材进行预成型，得到权利要求1-5中任意一项所述的锂电池极片基材；

S2、在初极片（1）的两侧涂布电极材料，并在初极片（1）上预留出冲切部（12）；

S3、将相邻的两个初极片（1）通过拉扯，使两个初极片（1）之间的薄弱部（3）断裂，重复本步骤，直至各初极片（1）分离；

S4、对冲切部（12）进行冲切，使冲切部（12）分离为极耳（121）与两个废料区（122），废料区（122）上残留的薄弱部（3）将与废料区（122）一同切除；

S5、将切除废料区（122）后的初极片（1）堆叠，并通过激光对初极片（1）上残留的薄弱部（3）进行切除，即可得到电池极片。

9.如权利要求8所述的极片制作方法，其特征在于：步骤S2中所述的涂布电极材料通过电芯涂布线进行，且涂布方式为间歇涂布。

10.如权利要求8所述的极片制作方法，其特征在于：步骤S1中所述的带材为铜箔材和/或铝箔材。

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