CN202888314U - 一种锂离子电池阳极片处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池阳极片处理装置，包括放卷装置和收卷装置，所述放卷装置包括将阳极片送于所述收卷装置的阳极片放卷装置和将锂带送于所述收卷装置的锂带放卷装置。此装置能够高效、定量、均匀的对阳极片处理，此外该实用新型结构简单，成本低廉，极易实现工业化批量生产。

Description

一种锂离子电池阳极片处理装置

技术领域

本实用新型属于锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池阳极片处理装置。

背景技术

1991年，日本索尼公司创造性的采用炭材料作为锂离子电池阳极材料，为锂离子电池领域带来了革命性的变化；自此之后，锂离子电池技术迅猛发展，在移动电话、摄像机、笔记本电脑以及其他便携式电器上面大量运用。锂离子电池具有诸多优点，例如电压高、体积小、质量轻、比能力高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等，是二十一世纪理想的移动电器电源、电动汽车电源以及储电站用储电器。

但随着便携式电子设备微型化、长待机的不断发展，对锂离子电池的能量密度的提出了越来越高的要求。对于现有的负极材料而言，在首次充电过程中均会形成固体电解质膜（SEI膜），从而消耗一部分来自正极材料中的锂离子，最终导致电芯的首次库伦效率低于100%，例如石墨材料的首次效率在90%左右，而合金负极首次效率更低，以硅负极材料为例，其首次库伦效率在65%-85%之间。因此如果能够提高电芯的首先库伦效率，能够较大幅度的提高电芯的能量密度。

为了达到提高电芯首次库伦效率的目的，国内外专家在阳极处理方面展开了广范的研究，并取得了一些成果：FMC公司的Y·高[电极中的锂金属分散体; Y·高,M·亚科夫莱瓦，J·恩格尔，ect；2006]等将锂金属粉、负极材料和非水液体混合形成浆料，将浆料涂覆到集流体上，然后干燥浆液；该方法虽然能够起到处理作用，最终实现提高电芯的首次库伦效率，但是整个电芯的生产工艺必须在干燥室内完成，同时金属锂粉本身的成本较高，且其与阳极共混难度大，因此生产成本较高。此外，Y·高[锂金属在二次电池阳极内的分散；Y·高，J·L·博巴三世；2002.]等还将金属锂粉制作成浆料，涂覆于集电极上从而实现阳极补锂的目的。该方法同样适用了成本较高的金属锂粉为原料，且配置浆料难度较大，浆料在集电极上的均匀分散也难以保证，因此极大的限制了其在量产上的使用。申请号为JP1996027910的日本专利申请采用将金属锂片覆盖在负极片表面，然后卷绕制成电池，然后灌注电解液的方法制备锂离子电池；使用该方法处理时，电芯组装成型时，金属锂片很容易刺穿隔离膜导致阴阳极短路，同时，由于很难制备得到较薄的金属锂片，因此往往导致负极片能够吸收的锂的量远远小于金属锂片提供的锂，使得电芯出现析锂、循环性能差等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池阳极片处理装置，此装置能够高效、定量、均匀的对阳极片进行处理，此外该实用新型结构简单，成本低廉，极易实现工业化批量生产。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种锂离子电池阳极片处理装置，包括放卷装置和收卷装置，所述放卷装置包括将阳极片送于所述收卷装置的阳极片放卷装置和将锂带送于所述收卷装置的锂带放卷装置。

作为本实用新型所述的锂离子电池阳极片处理装置的一种改进，所述阳极片放卷装置、所述锂带放卷装置和所述收卷装置均设置有传送辊。

作为本实用新型所述的锂离子电池阳极片处理装置的一种改进，所述阳极片放卷装置包括第一轮轴、电解液处理装置和极片烘干装置，所述阳极片固定设置于所述第一轮轴，所述电解液处理装置和所述极片烘干装置均设置于所述第一轮轴的一侧。

作为本实用新型所述的锂离子电池阳极片处理装置的一种改进，所述电解液处理装置为喷涂式电解液处理装置或者浸泡式电解液处理装置。

作为本实用新型所述的锂离子电池阳极片处理装置的一种改进，所述锂带放卷装置包括第二轮轴和纠偏装置，所述第二轮轴设置于所述纠偏装置。

作为本实用新型所述的锂离子电池阳极片处理装置的一种改进，所述收卷装置包括极片复卷装置、将所述阳极片送于所述极片复卷装置的阳极片收卷控制装置和将所述锂带送于所述极片复卷装置的锂带收卷控制装置。

作为本实用新型所述的锂离子电池阳极片处理装置的一种改进，还包括卷料处理箱，所述卷料处理箱位于所述收卷装置的一侧，所述卷料处理箱内设置有电解液和卷料支点，所述阳极片和所述锂带复卷后的卷料固定于所述卷料支点，并且所述卷料浸泡于所述电解液中。

作为本实用新型所述的锂离子电池阳极片处理装置的一种改进，所述卷料处理箱还设置有加热系统。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型包括放卷装置和收卷装置，所述放卷装置包括将阳极片送于所述收卷装置的阳极片放卷装置和将锂带送于所述收卷装置的锂带放卷装置。此装置能够高效、定量、均匀的对阳极片进行处理，此外该实用新型结构简单，成本低廉，极易实现工业化批量生产。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1结构示意图。

图2为本实用新型的实施例2结构示意图。

图3为本实用新型的实施例3结构示意图。

图4为本实用新型的卷料处理箱结构示意图。

图5为本实用新型的实施例4结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，这是本实用新型的实施例1，一种锂离子电池阳极片处理装置，包括放卷装置1和收卷装置2，放卷装置1包括将阳极片送于收卷装置2的阳极片放卷装置11和将锂带送于收卷装置2的锂带放卷装置12。

优选的，阳极片放卷装置11、锂带放卷装置12和收卷装置2均设置有传送辊3。

阳极片放卷装置11包括第一轮轴111、电解液处理装置112和极片烘干装置113，阳极片固定设置于第一轮轴111，电解液处理装置112和极片烘干装置113均设置于第一轮轴111的一侧，并且阳极片通过极片烘干装置113送于电解液处理装置112中。

优选的，电解液处理装置112为浸泡式电解液处理装置8。

优选的，锂带放卷装置12包括第二轮轴121和纠偏装置122，第二轮轴121设置于纠偏装置122。

优选的，收卷装置2包括极片复卷装置23、将阳极片送于极片复卷装置23的阳极片收卷控制装置21和将锂带送于极片复卷装置23的锂带收卷控制装置22，从而实现阳极片与锂带对叠复卷。

其中，阳极片收卷控制装置21包括极片张力控制系统211和极片纠偏系统212；锂带收卷控制装置22包括锂带张力系统221和锂带纠偏系统222；极片复卷装置23包括收卷轮轴231、张力控制系统232和复卷纠偏系统233。

本实用新型的工作过程在于：将固定于第一轮轴111上的处理前阳极片卷穿过极片烘干装置113烘干，之后进入盛装电解液的浸泡式电解液处理装置8，使得极片被电解液充分浸润，之后进入阳极片收卷控制装置21。将固定于第二轮轴121上的锂带卷经过传送辊3进入锂带收卷控制装置22，在极片张力控制系统211、极片纠偏系统212、锂带张力系统221、锂带纠偏系统222、张力控制系统232和复卷纠偏系统233的共同作用下，使得锂带与阳极片卷整齐对叠后收卷在收卷轮轴231上，得到锂带和阳极复卷的阳极处理卷料。复卷后，由于电解液的存在，将在阳极片与锂带之间搭建畅通的离子通道，而阳极片与锂带直接连接又形成了天然的电子通道；当锂离子通道和电子通道同时连通时，阳极材料与金属锂辊之间本身存在的电势差能够促使金属锂快速离子化形成锂离子，之后通过电解液传输嵌入阳极活性物质颗粒内部，最终达到快速处理阳极片的目的。待处理过程完成后，即可解卷得到处理后的阳极片。

如图2所示，这是本实用新型的实施例2，与实施例1不同的是：本实施例将浸泡式电解液处理装置8改为喷涂式电解液处理装置7，操作步骤不同的是：将固定于第一轮轴111上的烘干后的待处理阳极片卷直接送入喷涂式电解液处理装置7，从喷涂式电解液处理装置7喷出的电解液均匀的分布于阳极片两面，使得膜片被充分浸润，之后进入阳极片收卷控制装置21。

其它结构与实施例1相同，这里不再赘述。

如图3所示，这是本实用新型的实施例3，与实施例2不同的是：本实施例没有设置喷涂式电解液处理装置7，操作步骤不同的是：将固定于第一轮轴111上的被电解液浸润后的待处理阳极片卷经传送辊3直接进入阳极片收卷控制装置21。

其它结构与实施例2相同，这里不再赘述。

如图4和5所示，这是本实用新型的实施例4，与实施例3不同的是：本实施例还包括卷料处理箱4，卷料处理箱4位于收卷装置2的一侧，卷料处理箱4内设置有电解液和卷料支点41，阳极片和锂带复卷后的卷料42固定于卷料支点41，并且卷料42浸泡于电解液中。

其中，卷料处理箱4还设置有加热系统43，该加热系统43能够提高处理过程中电解液和金属锂辊的温度。

本实施例增加了卷料处理箱4，其操作步骤不同的是：操作前没有将阳极片浸润于电解液中，而是操作完成后将得到的复卷卷料固定于卷料处理箱4内的卷料支点41上，让电解液充分浸润复卷卷料，然后通过加热系统43复卷卷料进行烘干。

其它结构与实施例3相同，这里不再赘述。

相对现有技术，本实用新型至少具有如下优点：1）、本实用新型锂离子电池阳极片处理装置，可以非常简单的调节复卷张力、卷料放置的环境温度、电解液中锂离子浓度，来实现控制锂离子从金属锂辊向阳极活性物质颗粒内部的传输速度；通过控制复卷及解卷之间的时间，来控制锂离子从金属锂辊向阳极活性物质颗粒内部的传输时间，最终实现控制处理总量的目的；2）、本实用新型锂离子电池阳极片处理装置，所使用的锂为锂带，成本低廉；处理过程中只需要放卷收卷，工艺非常简单；因此极易实现工业化批量生产。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (8)

1.一种锂离子电池阳极片处理装置，包括放卷装置（1）和收卷装置（2），其特征在于：所述放卷装置（1）包括将阳极片送于所述收卷装置（2）的阳极片放卷装置（11）和将锂带送于所述收卷装置（2）的锂带放卷装置（12）。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池阳极片处理装置，其特征在于：所述阳极片放卷装置（11）、所述锂带放卷装置（12）和所述收卷装置（2）均设置有传送辊（3）。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池阳极片处理装置，其特征在于：所述阳极片放卷装置（11）包括将第一轮轴（111）、电解液处理装置（112）和极片烘干装置（113），所述阳极片固定设置于所述第一轮轴（111），所述电解液处理装置（112）和所述极片烘干装置（113）均设置于所述第一轮轴（111）的一侧。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池阳极片处理装置，其特征在于：所述电解液处理装置（112）为喷涂式电解液处理装置（7）或者浸泡式电解液处理装置（8）。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池阳极片处理装置，其特征在于：所述锂带放卷装置（12）包括第二轮轴（121）和纠偏装置（122），所述第二轮轴（121）设置于所述纠偏装置（122）。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池阳极片处理装置，其特征在于：所述收卷装置（2）包括极片复卷装置（23）、将所述阳极片送于所述极片复卷装置（23）的阳极片收卷控制装置（21）和将所述锂带送于所述极片复卷装置（23）的锂带收卷控制装置（22）。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池阳极片处理装置，其特征在于：还包括卷料处理箱（4），所述卷料处理箱（4）位于所述收卷装置（2）的一侧，所述卷料处理箱（4）内设置有电解液和卷料支点（41），所述阳极片和所述锂带复卷后的卷料（42）固定于所述卷料支点（41），并且所述卷料（42）浸泡于所述电解液中。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池阳极片处理装置，其特征在于：所述卷料处理箱（4）还设置有加热系统（43）。

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