CN215816297U - 一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳及其加工设备 - Google Patents
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Abstract
一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳及其加工设备，所述全极耳包括空箔区和设有活性物质的活性材料区，所述空箔区揉平后，沿垂直于揉平面方向设有若干孔。本实用新型所述的全极耳可以通过简易设备工装，通过气动冲压或手工冲压的方式冲有多个孔，增加电解液和水分通道，加快电解液浸润速度和水分烘干速度，增加了电芯生产效率及性能，成本低，效果明显。
Description
技术领域
本实用新型属于电池电解液浸润技术领域，涉及一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳及其加工设备。
背景技术
随着近期电池对性能要求越来越严格，全极耳技术发展越来越流行，电芯揉平技术也在越来越重要，目前采用的揉平技术有机械揉平和超声揉平，揉平后极耳处于同一平面，利于后续焊接。但是揉平后电解液只能通过单层间极耳空隙进入电芯，电解液浸润慢，注液速度慢，烘干过程中水分只能通过单层间极耳空隙排出，烘干速度慢，干燥效果差。目前，市场上有些对揉平电芯进行切割等方式进行处理，但是设备成本高，效果不明显。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳及其加工设备，解决了现有技术中存在电解液浸润慢及干燥效果差的问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳，所述全极耳包括空箔区和设有活性物质的活性材料区，所述空箔区揉平后，沿垂直于揉平面方向开设有若干孔。
本专利主要是在卷绕后揉平，揉平后在极耳面进行冲孔，之后进行集流体焊接、封装、烘干、注液，注液后电解液不仅可以在层内流动浸润，也可以通过孔流到其他层内浸润，这样增加了电解液的流动通道，增强了电解液的浸润性，烘干过程中卷芯中的水分也增加了流动通道，增强了烘干效果。目前市面上有些对箔材直接冲孔再加工极片的方案，操作困难，且揉平后孔不能重叠，电解液和水分通道还是在层与层之间，与本专利方法冲孔有本质的区别，本专利是在揉平后进行冲孔，孔在同一垂直方向上，该方法设备简单，操作方便，成本低。
进一步的，所述孔的孔径为0.1mm-2mm，孔间距为0.1-2mm。如果孔过于密集，可能会影响全极耳性能，如果孔过于稀疏，改善浸润性的效果不好。
进一步的，所述孔的孔深控制在活性物质之上1mm-3mm。避免电解液直接与活性物质接触造成的短路。
本实用新型的再一目的在于提供一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳的加工设备，包括可上下运动的针盘、多个穿孔针，多个所述穿孔针均匀分布在圆盘的底面。通过启动或者手工驱动针盘上下运动，操作简单。
进一步的，所述穿孔针的直径为0.1mm-2mm，间距为0.1-2mm。
进一步的，还包括工作台，所述工作台的一侧设有轨道，所述针盘上下滑动设于轨道上。
进一步的，所述轨道上设有驱动针盘上下运动的气缸。
进一步的，所述轨道上设有限位块。避免针盘过度向下移动，损伤活性物质。
进一步的，所述穿孔针的材质为不锈钢304、不锈钢306或钢镀铬。该种材质的穿孔针硬度高，不易生锈，使用寿命。
相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
现有揉平技术电解液和水分通道单一，电解液浸润慢，烘干速度慢，本实用新型专利所述的全极耳可以通过简易设备工装，通过气动冲压或手工冲压的方式冲孔，增加电解液和水分通道，加快电解液浸润速度和水分烘干速度，增加了电芯生产效率及性能，成本低，效果明显。同时，不会影响电芯的容量、内阻等电化学性能，而且在一定程度上能增加电芯的散热能力。此外，冲孔孔径较小，对揉平后平面影响不大，不会对激光焊造成影响。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型所述的全极耳处于打开状态的示意图；
图2为本实用新型所述的全极耳的俯视图；
图3为本实用新型所述的全极耳加工设备的示意图。
附图标记说明：
1、全极耳；11、活性材料区；12、空箔区；121、孔；2、工作台；3、针盘；4、穿孔针；5、轨道；6、气缸；7、限位块。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本实用新型所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例及附图来详细说明本实用新型。
一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳，所述全极耳1包括空箔区12和设有活性物质的活性材料区11，所述空箔区12揉平后，沿垂直于揉平面方向开设有若干孔121。
所述孔121的孔径为0.1mm-2mm，孔间距为0.1-2mm。如果孔121过于密集，可能会影响全极耳1性能，如果孔121过于稀疏，改善浸润性的效果不好。
所述孔121的孔深控制在活性物质之上1mm-3mm。避免电解液直接与活性物质接触造成的短路。
本实用新型还提供一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳的加工设备，包括可上下运动的针盘3、多个穿孔针4、工作台2，多个所述穿孔针4均匀分布在圆盘的底面。通过启动或者手工驱动针盘3上下运动，操作简单。
所述穿孔针4的直径为0.1mm-2mm，间距为0.1-2mm。
所述工作台2的一侧设有轨道5，所述针盘3上下滑动设于轨道5上。
所述轨道5上设有驱动针盘3上下运动的气缸6。
所述轨道5上设有限位块7。避免针盘3过度向下移动，损伤活性物质。
所述穿孔针4的材质为不锈钢304、不锈钢306或钢镀铬。该种材质的穿孔针4硬度高，不易生锈，使用寿命。
以下对比例及实施例采用天津普兰能源科技有限公司生产的60138型号卷芯，单体空箔尺寸为15mm，料区为110mm。揉平设备为联赢激光圆柱电芯揉平机。
对比例1
三个60138型号卷芯采用机械揉平，揉平后不进行冲孔。
实施例1
三个60138型号卷芯机械揉平，使用气动冲压机，冲孔工装进行冲孔，冲孔工装带有均匀分布的0.1mm直径不锈钢304穿孔针，其中孔径约为0.1mm，孔间距为2 mm，孔与孔之间按菱形分布，孔深控制在活性物质之上2.5mm。
实施例2
三个60138型号卷芯机械揉平，使用气动冲压机，冲孔工装进行冲孔，冲孔工装带有均匀分布的0.5mm直径不锈钢306穿孔针，其中孔径约为0.5mm，孔间距为2mm，孔与孔之间按正方形分布，孔深控制在活性物质之上2mm。
实施例3
三个60138型号卷芯机械揉平，使用气动冲压机，冲孔工装进行冲孔，冲孔工装带有均匀分布的1mm直径不锈钢306穿孔针，其中孔径约为1mm，孔间距为1mm，孔与孔之间按四棱锥形分布，孔深控制在活性物质之上1.5mm。
实施例4
三个60138型号卷芯机械揉平，使用手动冲压机，冲孔工装进行冲孔，冲孔工装带有均匀分布的0.1mm直径钢镀铬穿孔针，其中孔径约为0.1mm，孔间距为1mm，孔与孔之间按四棱锥形分布，孔深控制在活性物质之上3mm。
实施例5
三个60138型号卷芯机械揉平，使用手动冲压机，冲孔工装进行冲孔，冲孔工装带有均匀分布的0.3mm直径钢镀铬穿孔针，其中孔径约为0.3mm，孔间距为2mm，孔与孔之间按正方形分布，孔深控制在活性物质之上1.5mm。
对对比例1和实施例1-5的卷芯进行装配烘干、注液。其中，烘干温度150℃，烘干后水分标准小于200ppm，使用6工位注液机进行注液，注液量160g±3g。装配好后，依据QC/T741-2014标准测试电芯容量和内阻，结果见表1。
表1 实施例和对比例的检测数据
由表1可知，与对比例1相比，实施例1-5的注液时间和烘干时间都有明显的减少，但电芯容量、内阻没有受到影响。
就本实用新型而言，影响电解液增加电芯电解液浸润和水分烘干的主要因素是冲孔直径、孔间距和孔深，孔直径越大，电解液和水分通道越大，孔间距越小，电解液和水分通道越多，孔深越深，电解液和水分通道越短，由此效果越明显。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳，其特征在于：所述全极耳包括空箔区(12)和设有活性物质的活性材料区(11)，所述空箔区(12)揉平后，沿垂直于揉平面方向开设有若干孔(121)。
2.根据权利要求1所述的一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳，其特征在于：所述孔(121)的孔径为0.1mm-2mm，孔间距为0.1-2mm。
3.根据权利要求1所述的一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳，其特征在于：所述孔(121)的孔深控制在活性物质之上1mm-3mm。
4.一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳的加工设备，其特征在于：包括可上下运动的针盘(3)、多个穿孔针(4)，多个所述穿孔针(4)均匀分布在圆盘的底面。
5.根据权利要求4所述的一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳的加工设备，其特征在于：所述穿孔针(4)的直径为0.1mm-2mm，间距为0.1-2mm。
6.根据权利要求4所述的一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳的加工设备，其特征在于：还包括工作台(2)，所述工作台(2)的一侧设有轨道(5)，所述针盘(3)上下滑动设于轨道(5)上。
7.根据权利要求6所述的一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳的加工设备，其特征在于：所述轨道(5)上设有驱动针盘(3)上下运动的气缸(6)。
8.根据权利要求6所述的一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳的加工设备，其特征在于：所述轨道(5)上设有限位块(7)。
9.根据权利要求4所述的一种增加揉平电芯电解液浸润性的全极耳的加工设备，其特征在于：所述穿孔针(4)的材质为不锈钢304、不锈钢306或钢镀铬。
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114447530A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-05-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置与电子设备 |
| CN115084430A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-09-20 | 苏州宇量电池有限公司 | 一种全极耳电芯、电池及装配方法 |
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2022
- 2022-01-06 CN CN202220015718.8U patent/CN215816297U/zh active Active
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