CN116936725A - 极片处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种极片处理系统。极片处理系统包括机架,第一容纳装置设置在机架上,第一容纳装置具有用容纳电解液的第一容纳腔;辊轮组件,包括收卷辊、放卷辊及位于收卷辊和放卷辊之间的第一从动辊,极片缠绕在收卷辊、第一从动辊及放卷辊上,第一从动辊可转动地设置在第一容纳腔中,以使至少部分极片位于电解液中;极片处理装置,包括导电板和至少两个金属板,导电板设置在第一容纳腔中且与至少部分极片相对设置,至少两个金属板沿导电板的长度方向和/或宽度方向间隔设置在导电板朝向极片的表面上,各金属板均与导电板电连接;供电装置,与极片和导电板均电连接。本发明有效地解决了现有技术中锂离子电池的极片预锂均匀性较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域,具体而言,涉及一种极片处理系统。
背景技术
目前,锂离子电池由于具有能量密度高、寿命长等优点,已经逐渐成为新能源汽车的核心部件。但是,锂离子电池也具有一定的缺点,如锂离子电池在首次充电过程中,其负极上会形成固体电解质膜(SEI膜)并消耗掉正极材料上的部分活性锂(剩余活性锂的量被称为电池的首效),进而导致锂离子电池的容量减小,尤其是硅基全电池的首效一般在70%左右,会消耗掉30%左右的活性锂,严重影响电池循环寿命。为了解决上述问题,通常会利用金属锂对锂离子电池的极片进行预锂(又称补锂或预嵌锂),以弥补电池首次充电过程中消耗掉的活性锂。
在现有技术中,预锂(又称补锂或预嵌锂)的方法有压延锂带(锂粉)预锂、蒸镀预锂、熔融锂预锂、电化学预锂、电解液预锂等,而电化学预锂由于具有工艺简单、成本低、安全性高等优点,已经成为了最常使用的预锂方法之一,在电化学预锂的过程中,锂金属的形状会被加工成与极片形状相匹配的锂源,锂源和极片均浸泡在电解液中,在通过外部电源向锂源和极片进行供电,锂源会通过电解液与极片形成连通电路并产生电流,锂源析出的锂离子流向极片并依附在极片上,进而对极片进行预锂。
然而,由于与极片形状相匹配的锂源的尺寸较大,且锂金属自身密度较小、质地较软,而导致锂源在电解液内会因为受到较大的浮力而产生变形,进而导致锂源和极片之间的距离一致性降低,严重影响极片的预锂均匀性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种极片处理系统,以解决现有技术中锂离子电池的极片预锂均匀性较差的问题。
为了实现上述目的,本发明提供了一种极片处理系统,用于对极片进行预锂或者预钠,极片处理系统包括:机架;第一容纳装置,设置在机架上,第一容纳装置具有第一容纳腔,第一容纳腔用于容纳电解液;辊轮组件,包括收卷辊、放卷辊及位于收卷辊和放卷辊之间的第一从动辊,极片缠绕在收卷辊、第一从动辊及放卷辊上,第一从动辊可转动地设置在第一容纳腔中,以使至少部分极片位于电解液中;极片处理装置,包括导电板和至少两个金属板,导电板设置在第一容纳腔中且与至少部分极片相对设置,至少两个金属板沿导电板的长度方向和/或宽度方向间隔设置在导电板朝向极片的表面上,各金属板均与导电板电连接;供电装置,与极片和导电板均电连接。
应用本发明的技术方案,极片处理系统用于对极片进行预锂或者预钠,极片处理系统的第一容纳装置设置在机架上,第一容纳装置具有第一容纳腔,第一容纳腔用于容纳电解液,辊轮组件包括收卷辊、放卷辊及位于收卷辊和放卷辊之间的第一从动辊,极片缠绕在收卷辊、第一从动辊及放卷辊上,第一从动辊可转动地设置在第一容纳腔中,以使至少部分极片位于电解液中,极片处理装置的导电板设置在第一容纳腔中且与至少部分极片相对设置,至少两个金属板沿导电板的长度方向和/或宽度方向间隔设置在导电板朝向极片的表面上,各金属板均与导电板电连接,供电装置与极片和导电板均电连接。这样,在极片处理系统的运行过程中,极片由放卷辊运动至收卷辊上,由于第一从动辊可转动地设置在第一容纳腔中,使得极片能够不断地运动至电解液内,以通过各金属板对极片进行预锂或者预钠,而至少两个金属板相对于整块金属板而言具有更小的面积和体积,一方面减小了各金属板在电解液内所受到浮力,以避免金属板由于受到的浮力过大而导致其发生变形,从而提升了各金属板与极片之间的距离一致性和金属板的转化率一致性,进而提升了极片的预锂均匀性;另一方面,面积较小的金属板更容易与导电板进行紧密贴合,不仅降低了金属板的平整度加工要求,进而降低了金属板的加工成本,也避免了金属板与导电板之间存在空隙而导致金属板和极片之间的距离一致性降低,进一步提升了极片的预锂均匀性,进而解决了现有技术中锂离子电池的极片预锂均匀性较差的问题。同时,工作人员也可根据极片的尺寸、规格及预锂量需求调整金属板的数量、排布方式及尺寸,以确保极片处理系统能够满足不同种类的极片的预锂或者预钠要求,进而提升了极片处理系统的通用性。
进一步地,极片处理装置还包括限位件,限位件设置在导电板上且与至少一个金属板限位止挡,以使该金属板与导电板接触;或者,各金属板与导电板铆接;或者,各金属板与导电板通过紧固件进行连接。这样,上述设置一方面使得各金属板能够与导电板稳固连接,以确保各金属板能够紧密地贴合在导电板上,从而提升了各金属板与极片之间的距离一致性,进而提升了极片的预锂均匀性;另一方面使得导电板和各金属板之间的连接方式更加灵活、多样,以适应不同的工况和使用需求,也提升了工作人员的加工灵活性。
进一步地,辊轮组件还包括第二从动辊,第二从动辊位于收卷辊和放卷辊之间,至少部分极片绕设在第二从动辊上;极片处理系统还包括:第二容纳装置,位于第一容纳装置的上游处且设置在机架上,第二容纳装置具有第二容纳腔,第二容纳腔用于容纳浸润液;第二从动辊可转动地设置在第二容纳腔中,以使至少部分极片位于浸润液中;其中,经浸润后的至少部分极片运动至第一容纳腔中,以对该部分极片进行预锂或者预钠。这样,由于第二从动辊位于第二安装腔内,使得极片能够不断地运动至浸润液中,以通过浸润液对极片进行浸润。同时,经浸润后的极片在后续的预锂过程中能够更加均匀地成膜,进而提升了极片1的预锂均匀性。
进一步地,极片处理系统还包括:超声波发生器,设置在第二容纳腔内,超声波发生器用于向浸润液发射超声波。这样,在超声波发生器向浸润液中发射超声波时,浸润液会以较高频率进行振动,以提升极片的浸润速度、确保极片能够充分进行浸润,进而确保极片能够在后续的预锂过程中更加均匀地成膜。同时,超声波也能够去除极片表面和边缘的异物,以避免进入至电解液内的异物阻挡锂离子的传输路径而导致极片成膜或嵌锂不均匀,进而提升了极片的预锂均匀性。
进一步地,辊轮组件还包括第三从动辊,第三从动辊位于收卷辊和放卷辊之间,至少部分极片绕设在第三从动辊上;极片处理系统还包括:第三容纳装置,位于第一容纳装置的下游处且设置在机架上,第三容纳装置具有第三容纳腔,第三容纳腔用于容纳清洗液;第三从动辊可转动地设置在第三容纳腔中,以使至少部分极片位于清洗液中;其中,经预锂或者预钠后的至少部分极片运动至第三容纳腔中,以对该部分极片进行清洗。这样,由于第三从动辊位于第三容纳腔中,使得极片能够不断地运动至清洗液中,以通过清洗液对极片进行清洗,进而实现了极片处理系统的自动清洗过程。同时,对极片表面的电解液进行清洗能够避免电解液大量残留在极片上而影响极片的电性能,进而提升了极片的预锂均匀性。
进一步地,第一容纳装置为一个;或者,第二容纳装置为多个,多个第一容纳装置沿机架的长度方向和/或高度方向间隔设计;和/或,第二容纳装置为一个;或者,第二容纳装置为多个,多个第二容纳装置沿机架的长度方向和/或高度方向间隔设置;和/或,第三容纳装置为一个;或者,第三容纳装置为多个,多个第三容纳装置沿机架的长度方向和/或高度方向间隔设置。这样,在第一容纳装置为多个时,多个第一容纳装置可容纳不同配方的电解液,以使极片能够依次在多种不同的电解液内进行预锂,从而使得极片的表面能够形成多层SEI膜或定制SEI膜,进而提升了极片的预锂效果。同时,在第二容纳装置为多个时,多个第二容纳装置能够容纳相同配方或者不同配方的浸润液,以得极片能够依次在多种相同配方或者不同配方的浸润液中进行多次浸润,一方面提升了极片的浸润效果,进而提升了极片的预锂均匀性;另一方面,极片在多次浸润中能够通过浸润液对其表面的杂质进行多次清洁,较大程度地降低了杂质进入至电解液中的可能,进一步提升了极片的预锂均匀性。同时,在第三容纳装置为多个时,极片能够依次在多种相同配方或者不同配方的清洗液中进行清洗,以最大程度地去除极片表面的杂质和残留电解液,进一步提升了极片的预锂均匀性和产品质量。
进一步地,极片处理系统还包括:清洁组件,位于第三容纳装置的下游处且设置在机架上,清洁组件包括至少两个相对设置的风刀,至少两个风刀围绕形成清洁空间;其中,经清洗后的至少部分极片运动至清洁空间内,以通过各风刀对该部分极片的外表面进行吹扫。这样,风刀能够吹扫掉极片表面附着的清洗液和清洗后残留的少量电解液,一方面便于极片进行后续的加工,进而降低了极片的加工难度;另一方面能够避免极片在微观层面上由于电解液残留而导致极片各处的电性能发挥不一致,进而提升了极片的预锂均匀性。同时,上述设置使得风刀的设置个数更加灵活、多样,以适应不同的工况和使用需求,也提升了工作人员的加工灵活性。
进一步地,至少一个金属板朝向极片的至少部分表面上设置有第二绝缘层。这样,各金属板贴覆有第二绝缘层的部分在极片的预锂过程中不会对与其相对设置的部分极片进行预锂,以避免各金属板对极片预锂量较多的位置持续预锂,而导致极片的预锂均匀性降低,进而提升了极片的预锂均匀性。
进一步地,极片处理系统还包括:底板,机架设置在底板上;罩体,罩体罩设在底板上且与底板围绕形成安装腔,机架位于安装腔内,罩体具有与安装腔相连通的通孔;抽吸装置,设置在通孔处,抽吸装置用于将安装腔内的气体抽吸至罩体外。这样,通过罩体对部分极片处理系统和外界环境进行分隔,一方面能够避免外界杂质进入至极片处理系统内而影响极片的预锂效果,进而提升了极片处理系统的运行可靠性;另一方面能够避免电解液的挥发溶剂弥漫至工作空间内,而影响工作人员的人身安全,进而提升了极片处理系统的运行安全性。同时,通过抽吸装置将安装腔内的气体及时地抽吸至外界,能够避免罩体内的电解液挥发溶剂浓度过大而附着在极片上,进而提升了极片的预锂均匀性。
进一步地,第一容纳腔为第一待循环容纳腔;或者,第一容纳腔与第二容纳腔和/或第三容纳腔连通以形成第一待循环容纳腔,极片处理系统还包括循环装置,循环装置包括:第四容纳装置,具有第四容纳腔,第四容纳腔用于容纳电解液;第一管路,第一待循环容纳腔通过第一管路与第四容纳腔连通;第二管路,第一待循环容纳腔通过第二管路与第四容纳腔连通;第一输送装置,第一输送装置设置在第四容纳腔内,以用于输送电解液。这样,电解液在第一待循环容纳腔和第四容纳腔之间的循环过程中,能够不断地带走第一待循环容纳腔内的气泡、沉淀异物及氢氟酸等杂质,以避免上述杂质阻挡锂离子的传输路径而影响极片的预锂过程,不仅提升了极片的预锂均匀性,也能够也能够确保电芯的一致性,提高成组率。同时,上述设置一方面能够减小电解液由于极片预锂时消耗电解质而产生的浓度变化,进一步提升了极片的预锂均匀性;另一方面使得第一容纳腔、第二容纳腔及第三容纳腔均可与循环装置进行连通,以提升极片处理系统对极片的预锂效果、浸润效果及清洗效果。
进一步地,循环装置还包括:检测装置,用于检测第四容纳腔内的电解液浓度;加料装置,加料装置通过向第四容纳腔内添加物料,以调整第四容纳腔内的电解液浓度;控制模块,与检测装置和加料装置均连接,控制模块根据检测装置的检测值控制加料装置的加料量和加料速度中的至少一种。这样,上述设置一方面通过加料装置向电解液中添加物料并调整电解液的浓度,以确保电解液的浓度处于时刻一致的状态,进而提升了极片的预锂均匀性;另一方面,控制模块能够根据检测装置的检测值自动地控制加料装置的物料添加量,不仅提升了极片处理系统的智能化程度,也降低了工作人员的劳动强度。
进一步地,第一管路包括第一子管路和第二子管路,循环装置还包括:第五容纳装置,具有第五容纳腔,第五容纳腔用于容纳电解液,第一子管路的第一端与第一待循环容纳腔连通,第一子管路的第二端与第五容纳腔连通,第二子管路的第一端与第五容纳腔连通,第二子管路的第二端与第四容纳腔连通;第二输送装置,第二输送装置设置在第五容纳腔内,以用于输送电解液;混合装置,与抽吸装置和第五容纳腔均连通;其中,抽吸装置抽吸出的气体流入至混合装置后,通过混合装置与液体混合成电解液,该部分电解液排入至第五容纳腔内。这样,上述设置一方面通过抽吸装置和混合装置对电解液挥发出的溶剂进行了回收、再利用,不仅降低了极片处理系统的运行成本、避免了极片处理系统污染环境,也使得极片处理系统能够对电解液进行闭环管理,避免电解液的挥发溶剂弥漫至外界,而导致电解液的成分发生变化,进而提升了极片的预锂均匀性;另一方面,第一容纳装置排出的电解液和混合装置排出的电解液能够在第五容纳装置内进行初步混合后再通过第二输送装置输送至第四容纳装置内,以避免电解质分布不均匀而导致检测装置的检测准确性降低,进而导致电解液浓度产生较大变化,进而提升了极片的预锂均匀性。
进一步地,第二管路包括第三子管路和第四子管路,循环装置还包括:第六容纳装置,具有第六容纳腔,第六容纳腔用于容纳电解液,第三子管路的第一端与第一待循环容纳腔连通,第三子管路的第二端与第六容纳腔连通,第四子管路的第一端与第六容纳腔连通,第四子管路的第二端与第四容纳腔连通;第三输送装置,第三输送装置设置在第六容纳腔内,以用于输送电解液;加热装置,设置第三子管路上,第三子管路内的电解液经加热装置加热后,流入至第一待循环容纳腔内。这样,浓度调整后的电解液在通入至第六容纳装置的过程中能够进一步进行混合,以进一步提升电解质的分布均匀性。同时,通过加热装置对通入至第一待循环容纳腔内的电解液进行加热,能够提升极片的预锂速度和预锂均匀性。
进一步地,在第一容纳腔为第一待循环容纳腔;或者,第一容纳腔与第二容纳腔连通以形成第一待循环容纳腔;或者,第一容纳腔与第三容纳腔连通以形成第一待循环容纳腔时,第二容纳腔和第三容纳腔中的至少一个为第二待循环容纳腔,其中,循环装置为一个;或者,循环装置为多个,多个循环装置与第一待循环容纳腔和至少一个第二待循环容纳腔一一对应地设置。这样,在循环装置为多个时,多个循环装置能够对第一待循环容纳腔和第二待循环容纳腔内的不同配方的电解液进行分别循环,以避免不同配方的电解液相互混合而影响极片的预锂过程,进而提升了极片预锂效果;另一方面使得循环装置的设置个数更加灵活、多样,以适应不同的工况和使用需求,也提升了工作人员的加工灵活性。
进一步地,极片处理装置至少为两个,至少两个极片处理装置相对设置且围绕形成极片处理空间,至少部分极片穿设在极片处理空间内。这样,上述设置一方面使得极片处理系统能够通过至少两个极片处理装置以同时对极片的两个表面进行预锂,以避免极片两个表面的预锂程度不一致而导致极片不均匀膨胀,甚至导致极片卷曲、断裂,进而提升了极片处理系统的运行可靠性;另一方面使得极片处理装置的设置个数更加灵活、多样,以适应不同工况和使用需求,进而提升了工作人员的加工灵活性。
进一步地,极片处理系统还包括:导电辊,可转动地设置在机架上,导电辊位于收卷辊和放卷辊之间,至少部分极片绕设在导电辊上且与导电辊电连接;其中,导电辊与供电装置电连接。这样,供电装置能够通过导电辊与运动过程中的极片进行电连接,以确保极片处理装置能够对极片进行预锂。
进一步地,极片处理系统还包括:烘干装置,位于清洁组件的下游处且设置在机架上,烘干装置与至少部分极片相对设置;其中,经吹扫后的至少部分极片运动至烘干装置处,以通过烘干装置对该部分极片进行烘干。这样,通过烘干装置对极片表面的残余水分进行烘干,使得极片处理系统能够生产出干燥的预锂化极片,不仅能够避免极片在储存过程中由于湿度较大而导致其损坏,进而降低了极片的储存难度和储存成本,也能够便于工作人员对预锂后的极片进行加工,进而降低了工作人员的加工难度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的极片处理系统的实施例一的局部结构示意图;
图2示出了图1中的极片处理系统的极片处理装置的正视图;
图3示出了图1中的极片处理系统的整体结构示意图;
图4示出了根据本发明的极片处理系统的实施例二的局部结构示意图;
图5示出了根据本发明的极片处理系统的实施例三的极片处理装置的正视图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、极片;10、机架;20、第一容纳装置;30、辊轮组件;31、收卷辊;32、放卷辊;33、第一从动辊;34、第二从动辊;35、第三从动辊;40、极片处理装置;41、导电板;42、金属板;421、第二绝缘层;50、供电装置;60、导电辊;70、第二容纳装置;80、第三容纳装置;90、清洁组件;91、风刀;100、烘干装置;110、超声波发生器;120、底板;130、抽吸装置;140、第一电机;150、张力检测装置;160、张力调整装置;170、丝杠;180、超声波检测装置;190、纠偏装置;200、第四容纳装置;210、第一管路;211、第一子管路;212、第二子管路;220、第二管路;221、第三子管路;222、第四子管路;230、第一输送装置;240、检测装置;250、加料装置;260、第五容纳装置;270、第二输送装置;280、混合装置;290、第六容纳装置;300、第三输送装置;310、加热装置;320、过滤装置;330、匀液泵。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是,除非另有指明,本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的,或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的;同样地,为便于理解和描述,“左、右”通常是针对附图所示的左、右;“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外,但上述方位词并不用于限制本发明。
为了解决现有技术中锂离子电池的极片预锂均匀性较差的问题,本申请提供了一种极片处理系统。
如图1至图3所示,极片处理系统用于对极片1进行预锂或者预钠,极片处理系统包括机架10、第一容纳装置20、辊轮组件30、极片处理装置40及供电装置50,第一容纳装置20设置在机架10上,第一容纳装置20具有第一容纳腔,第一容纳腔用于容纳电解液。辊轮组件30包括收卷辊31、放卷辊32及位于收卷辊31和放卷辊32之间的第一从动辊33,极片1缠绕在收卷辊31、第一从动辊33及放卷辊32上,第一从动辊33可转动地设置在第一容纳腔中,以使至少部分极片1位于电解液中。极片处理装置40包括导电板41和至少两个金属板42,导电板41设置在第一容纳腔中且与至少部分极片1相对设置,至少两个金属板42沿导电板41的长度方向和/或宽度方向间隔设置在导电板41朝向极片1的表面上,各金属板42均与导电板41电连接。供电装置50与极片1和导电板41均电连接。
应用本实施例的技术方案,极片处理系统用于对极片1进行预锂或者预钠,极片处理系统的第一容纳装置20设置在机架10上,第一容纳装置20具有第一容纳腔,第一容纳腔用于容纳电解液,辊轮组件30包括收卷辊31、放卷辊32及位于收卷辊31和放卷辊32之间的第一从动辊33,极片1缠绕在收卷辊31、第一从动辊33及放卷辊32上,第一从动辊33可转动地设置在第一容纳腔中,以使至少部分极片1位于电解液中,极片处理装置40的导电板41设置在第一容纳腔中且与至少部分极片1相对设置,至少两个金属板42沿导电板41的长度方向和/或宽度方向间隔设置在导电板41朝向极片1的表面上,各金属板42均与导电板41电连接,供电装置50与极片1和导电板41均电连接。这样,在极片处理系统的运行过程中,极片1由放卷辊32运动至收卷辊31上,由于第一从动辊33可转动地设置在第一容纳腔中,使得极片1能够不断地运动至电解液内,以通过各金属板42对极片1进行预锂或者预钠,而至少两个金属板42相对于整块金属板而言具有更小的面积和体积,一方面减小了各金属板42在电解液内所受到浮力,以避免金属板42由于受到的浮力过大而导致其发生变形,从而提升了各金属板42与极片1之间的距离一致性和金属板42的转化率一致性,进而提升了极片1的预锂均匀性;另一方面,面积较小的金属板42更容易与导电板41进行紧密贴合,不仅降低了金属板42的平整度加工要求,进而降低了金属板42的加工成本,也避免了金属板42与导电板41之间存在空隙而导致金属板42和极片1之间的距离一致性降低,进一步提升了极片1的预锂均匀性,进而解决了现有技术中锂离子电池的极片预锂均匀性较差的问题。同时,工作人员也可根据极片1的尺寸、规格及预锂量需求调整金属板42的数量、排布方式及尺寸,以确保极片处理系统能够满足不同种类的极片1的预锂或者预钠的要求,进而提升了极片处理系统的通用性。
在本实施例中,金属板42由锂金属制成。
可选地,金属板42由锂金属、锂合金及锂钢复合带中的至少一种制成。
可选地,金属板42由钠金属制成。
在本实施例中,金属板42为八个,八个金属板42沿导电板41的长度方向间隔设置。
需要说明的是,金属板42的设置个数不限于此,可根据工况和使用需求进行调整。可选地,金属板42的个数为两个、或三个、或四个、或五个、或六个、或多个。
在附图中未示出的其他实施方式中,至少两个金属板沿导电板的宽度方向间隔设置。
在附图中未示出的其他实施方式中,至少两个金属板沿导电板的长度方向和宽度方向间隔设置。
在本实施例中,金属板42的长度为20mm,宽度为110mm。
在本实施例中,导电板41与至少部分极片1相互平行设置,以确保各金属板42与极片1之间的距离一致性,进而提升了极片1的预锂均匀性。
可选地,各金属板42与极片1之间具有预设距离L,L满足:2mm≤L≤100mm,以进一步确保极片1的预锂均匀性。
具体地,预设距离L为各金属板42朝向极片1的表面与极片1的外表面之间的距离。
在本实施例中,导电板41的长度为500mm,宽度为150mm,厚度为20mm。
在本实施例中,导电板41与极片1平行设置,以确保贴合在导电板41上的各金属板42与极片1之间的距离处处一致,进而提升极片1的预锂均匀性。
在本实施例中,导电板41包括绝缘基板和设置在绝缘基板上的至少两个导电铜板,至少两个导电铜板和至少两个金属板42一一对应地设置,极片处理系统还包括至少两根导线和至少两个开关装置,至少两根导线均与供电装置电连接,至少两根导线远离供电装置的一端与至少两个导电铜板一一对应地设置,至少两个开关装置与至少两根导线一一对应地设置,以用于控制各金属板42断电或者上电。这样,工作人员可通过开关装置控制金属板断电,以使极片1上预锂量较多的位置所对应的金属板42停止预锂,以提升极片1的预锂均匀性。
可选地,系统走带速度为1m/min,以实现极片1预锂10%SOC。
具体地,极片1的预锂量与电流密度、时间及金属板42转化率呈正比关系,金属板42的转化率与金属板42与极片1之间的距离成反比关系,预锂时间=金属板42总长度/系统走带速度。
在本实施例中,极片处理系统还包括第一电机140和主动辊,第一电机140设置在机架上,主动辊套设在第一电机140的驱动轴上且与至少部分极片1相接触,以通过第一电机140驱动主动辊转动并带动极片1运动。
在本实施例中,极片处理系统还包括张力检测装置150、张力调整装置160及控制模块,张力检测装置150和张力调整装置160均与控制模块连接,张力检测装置150用于检测极片1的表面张力,张力调整装置160用于调整极片1的表面张力,控制模块根据张力检测装置150的检测值以控制张力调整装置160的运行状态。这样,上述设置一方面能够避免极片1的表面张力过小而导致极片1弯折、变形,进而导致极片1与各金属板42之间的距离一致性降低,进而提升了极片1的预锂均匀性;另一方面能够避免极片1的表面张力过大而导致极片1被拉伸、甚至断裂,进而提升了极片处理系统的运行可靠性。同时,控制模块能够根据张力检测装置150的检测值自动地控制张力调整装置160的运行状态,进而提升了极片处理系统的自动化程度,降低了工作人员的劳动强度。
具体的,张力调整装置160包括第二电机、连接杆、第一调整辊及第二调整辊,连接杆套设在第二电机的驱动轴上,第一调整辊可转动地设置在连接杆的一端,第二调整辊可转动地设置在连接杆的另一端,第一调整辊和第二调整辊分别于极片1的两侧接触。这样,在第二电机驱动连接杆转动时,连接杆带动第一调整辊和第二调整辊转动,以增大或者减小极片1的运动路径,进而对极片1的表面张力进行调整。
在本实施例中,张力检测装置150为两个,一个张力检测装置150靠近放卷辊32设置,另一个张力检测装置150靠近收卷辊31设置。这样,上述设置能够提升张力检测装置150的检测准确性,进而提升了极片处理系统的运行可靠性。
具体地,由于极片处理系统的整体尺寸较大,极片1的运动路径较长,极片1的表面张力存在不一致的情况,尤其在极片1的收卷位置和放卷位置处,通过设置两个张力检测装置150对两处均进行检测,能够确保张力调整装置160的调整准确性,进而确保极片处理系统的运行可靠性。
在本实施例中,极片处理系统还包括超声波检测装置180,超声波检测装置180设置在机架10上,以用于检测极片1的宽度。
在本实施例中,超声波检测装置180为两个,一个超声波检测装置180设置放卷辊32处于,以用于检测放卷辊32放出的极片1的宽度,另一个超声波检测装置180设置在收卷辊31处,以用于检测收卷辊31收回的极片1的宽度。这样,工作人员能够通过两个超声波检测装置180的检测值以判断极片1在预锂完成后发生的形变大小,进而调整张力调整装置160的运行状态,以确保极片1的加工质量。
在本实施例中,极片处理系统还包括纠偏装置190,纠偏装置190设置在机架10上且与至少部分极片1接触,以用于对运动过程中的极片1进行纠偏。
可选地,极片处理装置40还包括限位件,限位件设置在导电板41上且与至少一个金属板42限位止挡,以使该金属板42与导电板41接触;或者,各金属板42与导电板41铆接;或者,各金属板42与导电板41通过紧固件进行连接。这样,上述设置一方面使得各金属板42能够与导电板41稳固连接,以确保各金属板42能够紧密地贴合在导电板41上,从而提升了各金属板42与极片1之间的距离一致性,进而提升了极片1的预锂均匀性;另一方面使得导电板41和各金属板42之间的连接方式更加灵活、多样,以适应不同的工况和使用需求,也提升了工作人员的加工灵活性。
在本实施例中,极片处理装置40还包括限位件,限位件为夹持结构,夹持结构夹持在导电板41和各金属板42上,以使各金属板42与导电板41接触。
可选地,夹持结构为夹子。
如图1所示,辊轮组件30还包括第二从动辊34,第二从动辊34位于收卷辊31和放卷辊32之间,至少部分极片1绕设在第二从动辊34上。极片处理系统还包括第二容纳装置70,第二容纳装置70位于第一容纳装置20的上游处且设置在机架10上,第二容纳装置70具有第二容纳腔,第二容纳腔用于容纳浸润液。第二从动辊34可转动地设置在第二容纳腔中,以使至少部分极片1位于浸润液中。其中,经浸润后的至少部分极片1运动至第一容纳腔中,以对该部分极片1进行预锂。这样,由于第二从动辊34位于第二安装腔内,使得极片1能够不断地运动至浸润液中,以通过浸润液对极片1进行浸润,进而实现了极片处理系统的自动化浸润过程。同时,经浸润后的极片在后续的预锂过程中能够更加均匀地成膜,进而提升了极片1的预锂均匀性。
如图1所示,极片处理系统还包括超声波发生器110,超声波发生器110设置在第二容纳腔内,超声波发生器110用于向浸润液发射超声波。这样,在超声波发生器110向浸润液中发射超声波时,浸润液会以较高频率进行振动,以提升极片1的浸润速度、确保极片1能够充分进行浸润,进而确保极片1能够在后续的预锂过程中更加均匀地成膜。同时,超声波也能够去除极片1表面和边缘的异物,以避免进入至电解液内的异物阻挡锂离子的传输路径而导致极片1成膜或嵌锂不均匀,进而提升了极片1的预锂均匀性。
如图1所示,辊轮组件30还包括第三从动辊35,第三从动辊35位于收卷辊31和放卷辊32之间,至少部分极片1绕设在第三从动辊35上。极片处理系统还包括第三容纳装置80,第三容纳装置80位于第一容纳装置20的下游处且设置在机架10上,第三容纳装置80具有第三容纳腔,第三容纳腔用于容纳清洗液。第三从动辊35可转动地设置在第三容纳腔中,以使至少部分极片1位于清洗液中。其中,经预锂后的至少部分极片1运动至第三容纳腔中,以对该部分极片1进行清洗。这样,由于第三从动辊35位于第三容纳腔中,使得极片1能够不断地运动至清洗液中,以通过清洗液对极片1进行清洗,进而实现了极片处理系统的自动清洗过程。同时,对极片1表面的电解液进行清洗能够避免电解液大量残留在极片1上而影响极片1的电性能,进而提升了极片1的预锂均匀性。
可选地,第一容纳装置20为一个;或者,第二容纳装置70为多个,多个第一容纳装置20沿机架10的长度方向和/或高度方向间隔设计;和/或,第二容纳装置70为一个;或者,第二容纳装置70为多个,多个第二容纳装置70沿机架10的长度方向和/或高度方向间隔设置;和/或,第三容纳装置80为一个;或者,第三容纳装置80为多个,多个第三容纳装置80沿机架10的长度方向和/或高度方向间隔设置。这样,在第一容纳装置20为多个时,多个第一容纳装置20可容纳不同配方的电解液,以使极片1能够依次在多种不同的电解液内进行预锂,从而使得极片1的表面能够形成多层SEI膜或定制SEI膜,进而提升了极片1的预锂效果。同时,在第二容纳装置70为多个时,多个第二容纳装置70能够容纳相同配方或者不同配方的浸润液,以得极片1能够依次在多种相同配方或者不同配方的浸润液中进行多次浸润,一方面提升了极片1的浸润效果,进而提升了极片1的预锂均匀性;另一方面,极片1在多次浸润中能够通过浸润液对其表面的杂质进行多次清洁,较大程度地降低了杂质进入至电解液中的可能,进一步提升了极片1的预锂均匀性。同时,在第三容纳装置80为多个时,极片能够依次在多种相同配方或者不同配方的清洗液中进行清洗,以最大程度地去除极片1表面的杂质和残留电解液,进一步提升了极片1的预锂均匀性和产品质量。
在本实施例中,第一容纳装置20为一个,第二容纳装置70为一个,第三容纳装置80为一个,以在极片处理系统能够对极片进行浸润、预锂及清洗的前提下,减少第一容纳装置20,第二容纳装置70及第三容纳装置80的设置个数,进而降低了极片处理系统的结构复杂程度,降低了极片处理系统的加工成本。
需要说明的是,第一容纳装置20的设置个数不限于此,可根据工况和使用需求进行调整。可选地,第一容纳装置20为两个、或三个、或四个、或五个、或六个、或多个。
需要说明的是,第二容纳装置70的设置个数不限于此,可根据工况和使用需求进行调整。可选地,第二容纳装置70为两个、或三个、或四个、或五个、或六个、或多个。
需要说明的是,第三容纳装置80的设置个数不限于此,可根据工况和使用需求进行调整。可选地,第三容纳装置80为两个、或三个、或四个、或五个、或六个、或多个。
可选地,极片处理系统还包括清洁组件90,清洁组件90位于第三容纳装置80的下游处且设置在机架10上,清洁组件90包括至少两个相对设置的风刀91,至少两个风刀91围绕形成清洁空间。其中,经清洗后的至少部分极片1运动至清洁空间内,以通过各风刀91对该部分极片1的外表面进行吹扫。这样,风刀91能够吹扫掉极片1表面附着的清洗液和少量电解液,一方面便于极片1进行后续的加工,进而降低了极片1的加工难度;另一方面能够避免极片1在微观层面上由于电解液残留而导致极片1各处的电性能发挥不一致,进而提升了极片1的预锂均匀性。同时,上述设置使得风刀91的设置个数更加灵活、多样,以适应不同的工况和使用需求,也提升了工作人员的加工灵活性。
在本实施例中,风刀91为两个,两个风刀91相对设置,以分别对极片1的两个表面同时进行吹扫,进而提升了清洁组件90的清洁可靠性。
需要说明的是,风刀91的设置个数不限于此,可根据工况和使用需求进行调整。可选地,风刀91为三个、或四个、或五个、或六个、或七个、或八个、或多个。
如图1所示,极片处理系统还包括底板120、罩体及抽吸装置130,机架10设置在底板120上。罩体罩设在底板120上且与底板120围绕形成安装腔,机架10位于安装腔内,罩体具有与安装腔相连通的通孔。抽吸装置130设置在通孔处,抽吸装置130用于将安装腔内的气体抽吸至罩体外。这样,通过罩体对部分极片处理系统和外界环境进行分隔,一方面能够避免外界杂质进入至极片处理系统内而影响极片1的预锂效果,进而提升了极片处理系统的运行可靠性;另一方面能够避免电解液的挥发溶剂弥漫至工作空间内,而影响工作人员的人身安全,进而提升了极片处理系统的运行安全性。同时,通过抽吸装置130将安装腔内的气体及时地抽吸至外界,能够避免罩体内的电解液挥发溶剂浓度过大而附着在极片1上,进而提升了极片1的预锂均匀性。
可选地,第一容纳腔为第一待循环容纳腔;或者,第一容纳腔与第二容纳腔和/或第三容纳腔连通以形成第一待循环容纳腔,极片处理系统还包括循环装置,循环装置包括第四容纳装置200、第一管路210、第二管路220及第一输送装置230,第四容纳装置200具有第四容纳腔,第四容纳腔用于容纳电解液。第一待循环容纳腔通过第一管路210与第四容纳腔连通。第一待循环容纳腔通过第二管路220与第四容纳腔连通。第一输送装置230设置在第四容纳腔内,以用于输送电解液。这样,电解液在第一待循环容纳腔和第四容纳腔之间的循环过程中,能够不断地带走第一待循环容纳腔内的气泡、沉淀异物及氢氟酸等杂质,以避免上述杂质阻挡锂离子的传输路径而影响极片1的预锂过程,不仅提升了极片1的预锂均匀性,也能够也能够确保电芯的一致性,提高成组率。同时,上述设置一方面能够减小电解液由于极片1预锂时消耗电解质而产生的浓度变化,进一步提升了极片1的预锂均匀性;另一方面使得第一容纳腔、第二容纳腔及第三容纳腔均可与循环装置进行连通,以提升极片处理系统对极片1的预锂效果、浸润效果及清洗效果。
在本实施例中,第一容纳腔为第一待循环容纳腔。
具体地,极片1的预锂速度与电解液的浓度成正比,即电解液浓度越大,极片1在单位时间内的预锂量越大,通过电解液在第一待循环容纳腔和第四容纳腔之间进行循环,一方面提升了极片处理系统内的电解液总容量,进而减小了电解液在预锂过程中产生的浓度变化;另一方面使得电解液在不停的流动,以避免电解液局部浓度过大或过小而影响极片1的预锂均匀性。
在本实施例中,第一输送装置230为单机单泵。
如图3所示,循环装置还包括检测装置240、加料装置250及控制模块,检测装置240用于检测第四容纳腔内的电解液浓度。加料装置250通过向第四容纳腔内添加物料,以调整第四容纳腔内的电解液浓度。控制模块与检测装置240和加料装置250均连接,控制模块根据检测装置240的检测值控制加料装置250的加料量和加料速度中的至少一种。这样,上述设置一方面通过加料装置250向电解液中添加物料并调整电解液的浓度,以确保电解液的浓度处于时刻一致的状态,进而提升了极片1的预锂均匀性;另一方面,控制模块能够根据检测装置240的检测值自动地控制加料装置250的物料添加量,不仅提升了极片处理系统的智能化程度,也降低了工作人员的劳动强度。
可选地,检测装置240为浓度分析仪。
可选地,物料为电解质。
在本实施例中,第四容纳装置200内还设置有匀液泵330,匀液泵330能够对加料装置250添加的物料和电解液进行混合、匀液,以提升电解质的分布均匀性。
如图3所示,第一管路210包括第一子管路211和第二子管路212,循环装置还包括第五容纳装置260、第二输送装置270及混合装置280,第五容纳装置260具有第五容纳腔,第五容纳腔用于容纳电解液,第一子管路211的第一端与第一待循环容纳腔连通,第一子管路211的第二端与第五容纳腔连通,第二子管路212的第一端与第五容纳腔连通,第二子管路212的第二端与第四容纳腔连通。第二输送装置270设置在第五容纳腔内,以用于输送电解液。混合装置280与抽吸装置130和第五容纳腔均连通。其中,抽吸装置130抽吸出的气体流入至混合装置280后,通过混合装置280与液体混合成电解液,该部分电解液排入至第五容纳腔内。这样,上述设置一方面通过抽吸装置130和混合装置280对电解液挥发出的溶剂进行了回收、再利用,不仅降低了极片处理系统的运行成本、避免了极片处理系统污染环境,也使得极片处理系统能够对电解液进行闭环管理,避免电解液的挥发溶剂弥漫至外界,而导致电解液的成分发生变化,进而提升了极片的预锂均匀性;另一方面,第一容纳装置20排出的电解液和混合装置280排出的电解液能够在第五容纳装置260内进行初步混合后再通过第二输送装置270输送至第四容纳装置200内,以避免电解质分布不均匀而导致检测装置240的检测准确性降低,进而导致电解液浓度产生较大变化,进而提升了极片1的预锂均匀性。
具体地,第一容纳装置20排出的电解液和混合装置280排出的电解液之间的浓度差别较大,若直接通入至第四容纳装置200内,则检测装置240较大可能会出现误检,进而导致加料装置250的加料量不准确,影响电解液的浓度。
在本实施例中,混合装置280为气液交换机。
具体地,电解液较易挥发,通过设置抽吸装置130和混合装置280能够回收并再利用电解液的挥发溶剂,使电解液的成分时刻处于浓度、成分一致的状态。
在本实施例中,第一子管路211上还设置有过滤装置320,第一子管路211内的电解液经过滤装置320过滤后排入至第五容纳装置260内。这样,上述设置能过通过过滤装置320去除电解液内的沉淀异物和氢氟酸等杂质,以避免沉淀异物和氢氟酸等杂质影响极片1的预锂过程,进而提升了极片1的预锂均匀性。
在本实施例中,第二输送装置270为单机单泵。
如图3所示,第二管路220包括第三子管路221和第四子管路222,极片处理系统还包括第六容纳装置290、第三输送装置300及加热装置310,第六容纳装置290具有第六容纳腔,第六容纳腔用于容纳电解液,第三子管路221的第一端与第一待循环容纳腔连通,第三子管路221的第二端与第六容纳腔连通,第四子管路222的第一端与第六容纳腔连通,第四子管路222的第二端与第四容纳腔连通。第三输送装置300设置在第六容纳腔内,以用于输送电解液。加热装置310设置第三子管路221上,第三子管路221内的电解液经加热装置310加热后,流入至第一待循环容纳腔内。这样,浓度调整后的电解液在通入至第六容纳装置290的过程中能够进一步进行混合,以进一步提升电解质的分布均匀性。同时,通过加热装置310对通入至第一待循环容纳腔内的电解液进行加热,能够提升极片1的预锂速度和预锂均匀性。
在本实施例中,第三输送装置300为单机单泵。
可选地,在第一容纳腔为第一待循环容纳腔;或者,第一容纳腔与第二容纳腔连通以形成第一待循环容纳腔;或者,第一容纳腔与第三容纳腔连通以形成第一待循环容纳腔时,第二容纳腔和第三容纳腔中的至少一个为第二待循环容纳腔。其中,循环装置为一个;或者,循环装置为多个,多个循环装置与第一待循环容纳腔和至少一个第二待循环容纳腔一一对应地设置。这样,在循环装置为多个时,多个循环装置能够对第一待循环容纳腔和第二待循环容纳腔内的不同配方的电解液进行分别循环,以避免不同配方的电解液相互混合而影响极片1的预锂过程,进而提升了极片1预锂效果;另一方面使得循环装置的设置个数更加灵活、多样,以适应不同的工况和使用需求,也提升了工作人员的加工灵活性。
在本实施例中,循环装置为一个,一个循环装置与第一容纳腔连通。
需要说明的是,循环装置的设置个数不限于此,可根据工况和使用需求进行调整。可选地,循环装置为两个、或三个、或四个、或五个、或六个、或多个。
在附图未示出的其他实施方式中,循环装置为两个,第一容纳腔和第二容纳腔连通以形成第一待循环容纳腔,第三容纳腔为第二待循环容纳腔,一个循环装置与第一待循环容纳腔连通,以对第一容纳腔和第二容纳腔中的一种电解液进行循环,另一个循环装置与第二待循环容纳腔连通,以对第三容纳腔中的另一种电解液进行循环。
需要说明的是,在设置多个循环装置时,气液交换机需增加溶剂分离器,不同配方电解液溶剂需经溶剂分离器进行分离,再根据实际需求进行给排。
可选地,极片处理装置40至少为两个,至少两个极片处理装置40相对设置且围绕形成极片处理空间,至少部分极片1穿设在极片处理空间内。这样,上述设置一方面使得极片处理系统能够通过至少两个极片处理装置40以同时对极片1的两个表面进行预锂,以避免极片1两个表面的预锂程度不一致而导致极片1不均匀膨胀,甚至导致极片1卷曲、断裂,进而提升了极片处理系统的运行可靠性;另一方面使得极片处理装置40的设置个数更加灵活、多样,以适应不同工况和使用需求,进而提升了工作人员的加工灵活性。
在本实施例中,第一从动辊33为两个,两个第一从动辊33沿第一容纳装置20的长度方向间隔设置。
在本实施例中,极片处理装置40为四个,两个极片处理装置40相对设置且位于靠近放卷辊32一侧的第一从动辊33的进料侧,另外两个极片处理装置40相对设置且位于靠近收卷辊31一侧的第一从动辊33的出料侧。这样,极片1在第一容纳腔中运动的过程中,四个极片处理装置40能够对极片1的两侧进行两次预锂,以在确保极片1的预锂效果的前提下,提升极片1的运动速度,进而提升了极片处理系统的预锂效率。
需要说明的是,极片处理装置40的设置个数不限于此,可根据工况和使用需求进行调整。可选地,极片处理装置40为两个、或三个、或五个、或六个、或七个、或八个、或多个。
在本实施例中,各极片处理装置40的导电板41远离金属板42的一侧上设置有第二绝缘层。这样,在设置多个极片处理装置40时,第二绝缘层能够避免多个极片处理装置40之间相互干扰而影响极片1的预锂过程,进而提升了极片处理装置40的运行可靠性。
可选地,极片1为铜箔材料,以通过极片处理系统制取锂铜复合带。
可选地,通过锂铜复合带制取锂金属电池。
可选地,极片1为铜箔材料且进行负极走带,以通过极片处理系统制取预锂负极片。
可选地,通过预锂负极片制取锂离子电池。
如图1所示,极片处理系统还包括导电辊60,导电辊60可转动地设置在机架10上,导电辊60位于收卷辊31和放卷辊32之间,至少部分极片1绕设在导电辊60上且与导电辊60电连接。其中,导电辊60与供电装置50电连接。这样,供电装置50能够通过导电辊60与运动过程中的极片1进行电连接,以确保极片处理装置40能够对极片1进行预锂。
在本实施例中,导电辊60与极片1的极耳进行电连接。
在本实施例中,极片1的极耳进行压花处理。这样,经压花后的极耳不易在电解液中发生变形,进而提升了极片1与导电辊60之间的连接可靠性。
如图1所示,极片处理系统还包括烘干装置100,烘干装置100位于清洁组件90的下游处且设置在机架10上,烘干装置100与至少部分极片1相对设置。其中,经吹扫后的至少部分极片1运动至烘干装置100处,以通过烘干装置100对该部分极片1进行烘干。这样,通过烘干装置100对极片1表面的残余水分进行烘干,使得极片处理系统能够生产出干燥的预锂化极片,不仅能够避免极片1在储存过程中由于湿度较大而导致其损坏,进而降低了极片1的储存难度和储存成本,也能够便于工作人员对预锂后的极片1进行加工,进而降低了工作人员的加工难度。
可选地,烘干装置100为加热板,加热板的加热面与至少部分极片1相对设置,以通过加热板产生的热量对运动至加热板处的极片1进行烘烤、干燥。
实施例二
实施例二中的极片处理系统与实施例一的区别在于:第一容纳装置20、第二容纳装置70及第三容纳装置80的设置方式不同。
如图4所示,第一容纳装置20、第二容纳装置70及第三容纳装置80均可升降地设置在机架上。这样,在第一容纳装置20下降至第一从动辊33位于第一容纳腔外、第二容纳装置70下降至第二从动辊34位于第二容纳腔外、第三容纳装置80下降至第三从动辊35位于第三容纳腔外时,工作人员能够将极片1绕设在第一从动辊33、第二从动辊34及第三从动辊35上,进而降低了工作人员的操作难度。同时,工作人员也可操作第一容纳装置20、第二容纳装置70及第三容纳装置80进行升降,以确保第一从动辊33、第二从动辊34及第三从动辊35能够分别位于电解液、浸润液及清洗液中,进而确保极片1的浸润可靠性、预锂效果及清洗可靠性。
在本实施例中,极片处理系统还包括驱动装置,驱动装置与第一容纳装置20、第二容纳装置70及第三容纳装置80均驱动连接,以用于驱动第一容纳装置20、第二容纳装置70及第三容纳装置80进行升降。
可选地,驱动装置为第三电机,极片处理系统还包括三个丝杠螺母结构,三丝杠螺母结构与三个容纳装置一一对应地设置,第三电机与各丝杠螺母结构的丝杠170均驱动连接,以通过第三电机驱动各丝杠170转动,以带动各容纳装置进行升降。
实施例三
实施例三中的极片处理系统与实施例一的区别在于:各金属板42的结构不同。
如图5所示,至少一个金属板42朝向极片1的至少部分表面上设置有第二绝缘层421。这样,各金属板42贴覆有第二绝缘层421的部分在极片1的预锂过程中不会对与其相对设置的部分极片1进行预锂,以避免各金属板42对极片1预锂量较多的位置持续预锂,而导致极片的预锂均匀性降低,进而提升了极片1的预锂均匀性。
在本实施例中,各金属板42均设置有第二绝缘层421,沿远离极片1中心区域的方向,第二绝缘层421的尺寸逐渐增大。
具体地,极片1在预锂过程中容易出现中间区域预锂量少、四周区域预锂量较多的现象,第二绝缘层421的上述设置确保导电板41中心区域的金属板42能够持续进行预锂、导电板41四周区域的金属板42能够停止进行预锂,以增大极片1中心区域的预锂量,减小极片1四周区域的预锂量,进而提升了极片1的预锂均匀性。
可选地,第二绝缘层421为绝缘膜。
可选地,绝缘膜由PET材料制成。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
极片处理系统用于对极片进行预锂或者预钠,极片处理系统的第一容纳装置设置在机架上,第一容纳装置具有第一容纳腔,第一容纳腔用于容纳电解液,辊轮组件包括收卷辊、放卷辊及位于收卷辊和放卷辊之间的第一从动辊,极片缠绕在收卷辊、第一从动辊及放卷辊上,第一从动辊可转动地设置在第一容纳腔中,以使至少部分极片位于电解液中,极片处理装置的导电板设置在第一容纳腔中且与至少部分极片相对设置,至少两个金属板沿导电板的长度方向和/或宽度方向间隔设置在导电板朝向极片的表面上,各金属板均与导电板电连接,供电装置与极片和导电板均电连接。这样,在极片处理系统的运行过程中,极片由放卷辊运动至收卷辊上,由于第一从动辊可转动地设置在第一容纳腔中,使得极片能够不断地运动至电解液内,以通过各金属板对极片进行预锂或者预钠,而至少两个金属板相对于整块金属板而言具有更小的面积和体积,一方面减小了各金属板在电解液内所受到浮力,以避免金属板由于受到的浮力过大而导致其发生变形,从而提升了各金属板与极片之间的距离一致性和金属板的转化率一致性,进而提升了极片的预锂均匀性;另一方面,面积较小的金属板更容易与导电板进行紧密贴合,不仅降低了金属板的平整度加工要求,进而降低了金属板的加工成本,也避免了金属板与导电板之间存在空隙而导致金属板和极片之间的距离一致性降低,进一步提升了极片的预锂均匀性,进而解决了现有技术中锂离子电池的极片预锂均匀性较差的问题。同时,工作人员也可根据极片的尺寸、规格及预锂量需求调整金属板的数量、排布方式及尺寸,以确保极片处理系统能够满足不同种类的极片的预锂或者预钠要求,进而提升了极片处理系统的通用性。
显然,上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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 (17)
1.一种极片处理系统,用于对极片(1)进行预锂或者预钠,其特征在于,所述极片处理系统包括:
机架(10);
第一容纳装置(20),设置在所述机架(10)上,所述第一容纳装置(20)具有第一容纳腔,所述第一容纳腔用于容纳电解液;
辊轮组件(30),包括收卷辊(31)、放卷辊(32)及位于所述收卷辊(31)和所述放卷辊(32)之间的第一从动辊(33),所述极片(1)缠绕在所述收卷辊(31)、所述第一从动辊(33)及所述放卷辊(32)上,所述第一从动辊(33)可转动地设置在所述第一容纳腔中,以使至少部分所述极片(1)位于所述电解液中;
极片处理装置(40),包括导电板(41)和至少两个金属板(42),所述导电板(41)设置在所述第一容纳腔中且与至少部分所述极片(1)相对设置,至少两个所述金属板(42)沿所述导电板(41)的长度方向和/或宽度方向间隔设置在所述导电板(41)朝向所述极片(1)的表面上,各所述金属板(42)均与所述导电板(41)电连接;
供电装置(50),与所述极片(1)和所述导电板(41)均电连接。
2.根据权利要求1所述的极片处理系统,其特征在于,
所述极片处理装置(40)还包括限位件,所述限位件设置在所述导电板(41)上且与至少一个所述金属板(42)限位止挡,以使该金属板(42)与所述导电板(41)接触;或者,
各所述金属板(42)与所述导电板(41)铆接;或者,
各所述金属板(42)与所述导电板(41)通过紧固件进行连接。
3.根据权利要求1所述的极片处理系统,其特征在于,所述辊轮组件(30)还包括第二从动辊(34),所述第二从动辊(34)位于所述收卷辊(31)和所述放卷辊(32)之间,至少部分所述极片(1)绕设在所述第二从动辊(34)上;所述极片处理系统还包括:
第二容纳装置(70),位于所述第一容纳装置(20)的上游处且设置在所述机架(10)上,所述第二容纳装置(70)具有第二容纳腔,所述第二容纳腔用于容纳浸润液;
所述第二从动辊(34)可转动地设置在所述第二容纳腔中,以使至少部分所述极片(1)位于所述浸润液中;
其中,经浸润后的至少部分极片(1)运动至所述第一容纳腔中,以对该部分极片(1)进行预锂或者预钠。
4.根据权利要求3所述的极片处理系统,其特征在于,所述极片处理系统还包括:
超声波发生器(110),设置在所述第二容纳腔内,所述超声波发生器(110)用于向所述浸润液发射超声波。
5.根据权利要求4所述的极片处理系统,其特征在于,所述辊轮组件(30)还包括第三从动辊(35),所述第三从动辊(35)位于所述收卷辊(31)和所述放卷辊(32)之间,至少部分所述极片(1)绕设在所述第三从动辊(35)上;所述极片处理系统还包括:
第三容纳装置(80),位于所述第一容纳装置(20)的下游处且设置在所述机架(10)上,所述第三容纳装置(80)具有第三容纳腔,所述第三容纳腔用于容纳清洗液;
所述第三从动辊(35)可转动地设置在所述第三容纳腔中,以使至少部分所述极片(1)位于所述清洗液中;
其中,经预锂或者预钠后的至少部分极片(1)运动至所述第三容纳腔中,以对该部分极片(1)进行清洗。
6.根据权利要求5所述的极片处理系统,其特征在于,
所述第一容纳装置(20)为一个;或者,所述第二容纳装置(70)为多个,多个所述第一容纳装置(20)沿所述机架(10)的长度方向和/或高度方向间隔设计;和/或,
所述第二容纳装置(70)为一个;或者,所述第二容纳装置(70)为多个,多个所述第二容纳装置(70)沿所述机架(10)的长度方向和/或高度方向间隔设置;和/或,
所述第三容纳装置(80)为一个;或者,所述第三容纳装置(80)为多个,多个所述第三容纳装置(80)沿所述机架(10)的长度方向和/或高度方向间隔设置。
7.根据权利要求5所述的极片处理系统,其特征在于,所述极片处理系统还包括:
清洁组件(90),位于所述第三容纳装置(80)的下游处且设置在所述机架(10)上,所述清洁组件(90)包括至少两个相对设置的风刀(91),至少两个所述风刀(91)围绕形成清洁空间;
其中,经清洗后的至少部分极片(1)运动至所述清洁空间内,以通过各所述风刀(91)对该部分极片(1)的外表面进行吹扫。
8.根据权利要求1所述的极片处理系统,其特征在于,至少一个所述金属板(42)朝向所述极片(1)的至少部分表面上设置有第二绝缘层(421)。
9.根据权利要求5所述的极片处理系统,其特征在于,所述极片处理系统还包括:
底板(120),所述机架(10)设置在所述底板(120)上;
罩体,所述罩体罩设在所述底板(120)上且与所述底板(120)围绕形成安装腔,所述机架(10)位于所述安装腔内,所述罩体具有与所述安装腔相连通的通孔;
抽吸装置(130),设置在所述通孔处,所述抽吸装置(130)用于将所述安装腔内的气体抽吸至所述罩体外。
10.根据权利要求9所述的极片处理系统,其特征在于,所述第一容纳腔为第一待循环容纳腔;或者,所述第一容纳腔与所述第二容纳腔和/或所述第三容纳腔连通以形成第一待循环容纳腔,所述极片处理系统还包括循环装置,所述循环装置包括:
第四容纳装置(200),具有第四容纳腔,所述第四容纳腔用于容纳电解液;
第一管路(210),所述第一待循环容纳腔通过所述第一管路(210)与所述第四容纳腔连通;
第二管路(220),所述第一待循环容纳腔通过所述第二管路(220)与所述第四容纳腔连通;
第一输送装置(230),所述第一输送装置(230)设置在所述第四容纳腔内,以用于输送电解液。
11.根据权利要求10所述的极片处理系统,其特征在于,所述循环装置还包括:
检测装置(240),用于检测所述第四容纳腔内的电解液浓度;
加料装置(250),所述加料装置(250)通过向所述第四容纳腔内添加物料,以调整所述第四容纳腔内的电解液浓度;
控制模块,与所述检测装置(240)和所述加料装置(250)均连接,所述控制模块根据所述检测装置(240)的检测值控制所述加料装置(250)的加料量和加料速度中的至少一种。
12.根据权利要求10所述的极片处理系统,其特征在于,所述第一管路(210)包括第一子管路(211)和第二子管路(212),所述循环装置还包括:
第五容纳装置(260),具有第五容纳腔,所述第五容纳腔用于容纳电解液,所述第一子管路(211)的第一端与所述第一待循环容纳腔连通,所述第一子管路(211)的第二端与所述第五容纳腔连通,所述第二子管路(212)的第一端与所述第五容纳腔连通,所述第二子管路(212)的第二端与所述第四容纳腔连通;
第二输送装置(270),所述第二输送装置(270)设置在所述第五容纳腔内,以用于输送电解液;
混合装置(280),与所述抽吸装置(130)和所述第五容纳腔均连通;
其中,所述抽吸装置(130)抽吸出的气体流入至所述混合装置(280)后,通过所述混合装置(280)与液体混合成电解液,该部分电解液排入至所述第五容纳腔内。
13.根据权利要求10所述的极片处理系统,其特征在于,所述第二管路(220)包括第三子管路(221)和第四子管路(222),所述循环装置还包括:
第六容纳装置(290),具有第六容纳腔,所述第六容纳腔用于容纳所述电解液,所述第三子管路(221)的第一端与所述第一待循环容纳腔连通,所述第三子管路(221)的第二端与所述第六容纳腔连通,所述第四子管路(222)的第一端与所述第六容纳腔连通,所述第四子管路(222)的第二端与所述第四容纳腔连通;
第三输送装置(300),所述第三输送装置(300)设置在所述第六容纳腔内,以用于输送电解液;
加热装置(310),设置所述第三子管路(221)上,所述第三子管路(221)内的电解液经所述加热装置(310)加热后,流入至所述第一待循环容纳腔内。
14.根据权利要求10所述的极片处理系统,其特征在于,
在所述第一容纳腔为所述第一待循环容纳腔;或者,所述第一容纳腔与所述第二容纳腔连通以形成所述第一待循环容纳腔;或者,所述第一容纳腔与所述第三容纳腔连通以形成所述第一待循环容纳腔时,所述第二容纳腔和所述第三容纳腔中的至少一个为第二待循环容纳腔;
其中,所述循环装置为一个;或者,所述循环装置为多个,多个所述循环装置与所述第一待循环容纳腔和至少一个所述第二待循环容纳腔一一对应地设置。
15.根据权利要求1所述的极片处理系统,其特征在于,所述极片处理装置(40)至少为两个,至少两个所述极片处理装置(40)相对设置且围绕形成极片处理空间,至少部分所述极片(1)穿设在所述极片处理空间内。
16.根据权利要求1所述的极片处理系统,其特征在于,所述极片处理系统还包括:
导电辊(60),可转动地设置在所述机架(10)上,所述导电辊(60)位于所述收卷辊(31)和所述放卷辊(32)之间,至少部分所述极片(1)绕设在所述导电辊(60)上且与所述导电辊(60)电连接;
其中,所述导电辊(60)与所述供电装置(50)电连接。
17.根据权利要求7所述的极片处理系统,其特征在于,所述极片处理系统还包括:
烘干装置(100),位于所述清洁组件(90)的下游处且设置在所述机架(10)上,所述烘干装置(100)与至少部分所述极片(1)相对设置;其中,经吹扫后的至少部分极片(1)运动至所述烘干装置(100)处,以通过所述烘干装置(100)对该部分极片(1)进行烘干。
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