CN218299888U - 一种极片补锂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种极片补锂装置，包括：包括：极片放卷装置，用于提供极片；第一锂带放卷装置，用于输送第一锂带；第一压延转移装置，包括第一压延辊和第一转移辊，所述第一压延辊的表面离型力小于第一转移辊的表面离型力；所述第一锂带输送至所述第一压延辊和第一转移辊压之间并被压延成所述第一锂箔，所述第一锂箔贴附于所述第一转移辊，所述第一转移辊将所述第一锂箔转移至所述极片一面上。所述补锂装置通过将离型剂直接涂覆在压延辊和转移辊上，实现无辅助膜补锂，降低了补锂的成本。

Description

一种极片补锂装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池制造领域，尤其设计一种极片补锂装置。

背景技术

随着电动汽车对续航里程的要求越来越高，电动汽车电池的能量密度逐步提升。新一代高比能电芯采用高镍配硅基&石墨体系，由于硅基(SiOx)材料首效较低，且循环过程中SEI反复破裂及生成，消耗大量活性锂，导致电芯首效低且循环性能差。为解决这一问题，补锂技术被研究者开发出来，目前补锂从技术路线上可划分为正极补锂技术和负极补锂技术。正极补锂是通过在正极中加入富锂化合物，富锂化合物在首次充电中释放出活性锂，剩余组分成为惰性材料残留在正极中。惰性组分的存在导致电芯能量密度提升有限。负极补锂是通过在负极极片上添加锂粉或压延锂箔的方式补充活性锂。由于添加锂粉的均匀性及安全性控制较难，产业化前景不被看好。锂箔压延补锂方式产业化被业内普遍看好。

目前，锂箔压延补锂中的锂带压延过程需要借助PET膜来完成，这导致补锂成本增加不少(BOM成本预估增加5％左右)，如何改进补锂装置进而不用PET膜，成为补锂降本的关键之一。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种极片补锂装置，通过将离型剂直接涂覆在压延辊和转移辊上，实现无辅助膜补锂，降低了补锂的成本。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

本实用新型提供一种极片补锂装置，其特征在于，包括：

极片放卷装置，用于提供极片；

第一锂带放卷装置，用于输送第一锂带；

第一压延转移装置，包括第一压延辊和第一转移辊，所述第一压延辊的表面离型力小于第一转移辊的表面离型力；所述第一锂带输送至所述第一压延辊和第一转移辊压之间并被压延成所述第一锂箔，所述第一锂箔贴附于所述第一转移辊，所述第一转移辊将所述第一锂箔转移至所述极片一面上。

进一步的，还包括第一离型剂喷涂头和第二离型剂喷涂头，所述第一离型剂喷涂头用于向所述第一压延辊的表面涂布第一离型剂，所述第二离型剂喷涂头用于向所述第一转移辊的表面涂布第二离型剂，所述第二离型剂的离型力大于所述第一离型剂的离型力。

进一步的，还包括：

第二锂带放卷装置，用于输送第二锂带；

第二压延转移装置，包括第二压延辊和第二转移辊，所述第二压延辊的表面离型力小于第二转移辊的表面离型力；所述第二锂带输送至所述第二压延辊和第二转移辊压之间并被压延成所述第二锂箔，所述第二锂箔贴附于所述第二转移辊，所述第二转移辊将所述第二锂箔转移至所述极片的另一面上。

进一步的，还包括第三离型剂喷涂头和第四离型剂喷涂头，所述第三离型剂喷涂头用于向所述第二压延辊的表面涂布第三离型剂，所述第四离型剂喷涂头用于向所述第二转移辊的表面涂布第四离型剂，所述第四离型剂的离型力大于所述第三离型剂的离型力。

进一步的，还包括第一支撑辊，所述第一支撑辊设置在所述第一压延辊的一侧，用于限位所述第一压延辊。

进一步的，还包括第二支撑辊，所述第二支撑辊设置在所述第二压延辊的一侧，用于限位所述第二压延辊。

进一步的，所述第一支撑辊的直径大于所述第一压延辊的直径，所述第二支撑辊的直径大于所述第二压延辊的直径。

进一步的，所述第一锂箔和第二锂箔的厚度在2μm-5μm之间。

进一步的，所述第一压延辊和第二压延辊的离型力在2N-4N之间，所述第一转移辊和所述第二转移辊的离型力在6N-10N之间。

进一步的，还包括极片收卷装置，所述极片收卷装置用于收卷粘附有第一锂箔和第二锂箔的极片。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：通过将离型剂直接涂覆在压延辊和转移辊上，使压延辊和转移辊之间的离型力存在差异，进而将压延成锂箔的锂带粘附于所述转移辊的表面，所述转移辊将所述锂箔贴附于所述极片上，实现无辅助膜补锂，降低了补锂的成本。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1是极片补锂装置一实施例的结构示意图；

附图中各标记表示如下：

11-第一支撑辊、12-第一压延辊、13-第一转移辊、51-第一锂带放卷装置、31-第一离型剂涂布头、32-第二离型剂涂布头、23-第二支撑辊、22-第二压延辊、21-第二转移辊、54-第二锂带放卷装置、34-第三离型剂涂布头、33-第四离型剂涂布头、41-第一清理装置、42-第二清理装置、44-第三清理装置、43-第四清理装置、51-第一锂带放卷装置、52-54-第二锂带放卷装置、52-极片放卷装置、53-极片收卷装置、100-锂带、200-锂带、300-极片。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型的实施例提供的极片补锂装置，针对现有的负极片补锂需要借助PET辅助膜来完成，导致补锂成本增加不少的技术问题，采用将离型剂直接涂覆在压延辊和转移辊上，使压延辊和转移辊之间的离型力存在差异，进而将压延成锂箔的锂带粘附于所述转移辊的表面，所述转移辊将所述锂箔贴附于所述极片上，实现无辅助膜补锂，降低了补锂的成本。

如图1所示，所述极片补锂装置包括极片放卷装置、第一锂带放卷装置51和第一压延转移装置。所述极片放卷装置用于提供极片300。第一锂带放卷装置51用于输送第一锂带100。所述第一压延转移装置包括第一压延辊12和第一转移辊13，所述第一压延辊12的表面离型力小于第一转移辊13的表面离型力；所述第一锂带100输送至所述第一压延辊12和第一转移辊13之间并被压延成所述第一锂箔，所述第一锂箔贴附于所述第一转移辊13，所述第一转移辊13将所述第一锂箔转移至所述极片300一面上。

所述第一锂带放卷装置51用于向所述第一压延辊12和第一转移辊13之间输送锂带100，所述第一压延辊12和第一转移辊13将锂带100压延成锂箔。由于所述第一压延辊的表面离型力小于第一转移辊的表面离型力，因此锂箔粘附于所述第一转移辊13的表面，所述第一转移辊13再将所述锂箔贴附于所述极片300的一侧的侧面上。

极片补锂装置不需要借助PET辅助膜来完成，通过所述第一压延辊12的表面离型力小于第一转移辊13的表面离型力，使锂箔粘附于所述第一转移辊13的表面，所述第一转移辊13再将所述锂箔贴附于所述极片300的一侧的侧面上。

极片补锂装置还包括第一离型剂喷涂头31和第二离型剂喷涂头32，所述第一离型剂喷涂头31用于向所述第一压延辊12的表面涂布第一离型剂，所述第二离型剂喷涂头32用于向所述第一转移辊13的表面涂布第二离型剂，以使所述第一转移辊13的离型力大于所述第一压延辊12的离型力。

所述第一转移辊13的离型力大于所述第一压延辊12的离型力，所述第一压延辊12与所述第一转移辊13之间的离型力存在离型力差，所述离型力差使所述锂箔粘附于所述第一转移辊13的表面，所述第一转移辊13再将所述锂箔贴附于所述极片300的一侧的侧面上。

因此，相比现有技术中需要借助PET辅助膜来完成，本发明中通过离型剂喷涂头直接向第一压延辊和第一转移辊的表面喷涂离型剂，使二者表面存在离型力差，所述离型力差使所述锂箔粘附于所述第一转移辊13的表面，所述第一转移辊13再将所述锂箔贴附于所述极片300的一侧的侧面上。

这里需要说明的是，为了使第一压延辊12和第一转移辊13二者表面存在离型力差，喷涂在所述第一压延辊12和第一转移辊13表面的离型剂可以不同，也可以相同。当二者表面喷涂的离型剂相同时，二者喷涂的厚度不同，以使二者之间存在离型力差。

作为本实用新型的另一实施方式，所述极片300还可两侧同时补锂。当为两侧同时补锂时，所述述极片补锂装置还包括第二锂带放卷装置54和第二压延转移装置。所述第二锂带放卷装置54用于输送第二锂带200。所述第二压延转移装置包括第二压延辊22和第二转移辊21，所述第二压延辊22的表面离型力小于第二转移辊21的表面离型力；所述第二锂带200输送至所述第二压延辊22和第二转移辊21之间并被压延成所述第二锂箔，所述第二锂箔贴附于所述第二转移辊21，所述第二转移辊21将所述第二锂箔转移至所述极片300的另一面上。

所述第二锂带放卷装置54用于向所述第二压延辊22和第二转移辊21之间输送锂带200，所述第二压延辊22和第二转移辊21将锂带压延成锂箔。所述第二压延辊的表面离型力小于第二转移辊的表面离型力，因此所述第二压延辊22与所述第二转移辊21之间的离型力存在离型力差，所述离型力差使所述锂箔粘附于所述第二转移辊21的表面，所述第二转移辊21再将所述锂箔贴附于所述极片300的另一侧的侧面上。

所述补锂装置还包括第三离型剂喷涂头34和第四离型剂喷涂头33，所述第三离型剂喷涂头34用于向所述第二压延辊22的表面涂布第三离型剂，所述第四离型剂喷涂头34用于向所述第二转移辊21的表面涂布第四离型剂，以使所述第二转移辊21的离型力大于所述第二压延辊22的离型力，因此所述第二压延辊22与所述第二转移辊21之间的离型力存在离型力差，所述离型力差使所述锂箔粘附于所述第二转移辊21的表面，所述第二转移辊21再将所述锂箔贴附于所述极片300的另一侧的侧面上。

优选所述第一压延辊和第二压延辊的离型力在2N-4N之间，所述第一转移辊和所述第二转移辊的离型力在6N-10N之间。

优选所述第一锂箔和第二锂箔的厚度在2μm-5μm之间。

需要说明的是，离型剂涂覆的方式可以为喷涂或者本领域熟知的其他涂覆方式。

进一步的，为了对压延辊和转移辊上的金属锂残渣进行清理，所述补锂装置还包括第一清理装置41、第二清理装置42、第三清理装置44和第四清理装置43，所述第一清理装置41用于清理所述第一压延辊12的表面，所述第二清理装置42用于清理所述第一转移辊13的表面，所述第三清理装置44和第四清理装置43分别用于清理所述第二压延辊33和第二转移辊21的表面。

需要说明的是，所述清理装置的具体结构为现有技术。

为了方便输送极片300，所述补锂装置还包括极片放卷装置52和极片收卷装置53，所述极片放卷装置52用于向两侧的转移辊之间输送极片300，所述收极片卷装置53用于将粘附有锂箔的极片300进行收卷。

需要进行说明的是，所述极片300为负极片，但是也不限于负极片的补锂，也可以是针对正极片的补锂。

由于锂带压延使第一压延辊12和第一支撑辊13之间存在间隙，随着压延过程的进行二者之间间隙会变大，为了防止第一压延辊12偏移导致间隙变大，所述补锂装置还包括第一支撑辊11，所述第一支撑辊11设置在所述第一压延辊12的一侧，用于限位所述第一压延辊12。

同样的道理，所述补锂装置还包括第二支撑辊23，所述第二支撑辊23设置在所述第二压延辊22的一侧，用于限位所述第二压延辊22。

为了提高限位的可靠性，所述第一支撑辊11的直径大于所述第一压延辊12的直径，所述第二支撑辊23的直径大于所述第二压延辊22的直径。

本实用新型通过将离型剂直接涂覆在压延辊和转移辊上，使压延辊和转移辊之间的离型力存在差异，进而将压延成锂箔的锂带粘附于所述转移辊的表面，所述转移辊将所述锂箔贴附于所述极片上，实现无辅助膜补锂，降低了补锂的成本。

基于上述补锂装置的应用过程，包括如下步骤：

1、分别在第一压延辊12、第一转移辊13、第二压延辊22及第二转移辊21上加入离型剂，控制第一压延辊12及第二压延辊22的离型力为2N-4N范围内，第一转移辊13和第二转移辊21的离型力为6N-10N范围内，第一转移辊13和第二转移辊21的离型力大于所述第一压延辊12和第二压延辊22的离型力。

2、将锂带放卷，锂带通过第一压延辊12和第一转移辊13之间的缝隙进行压延，并达到所需的厚度，锂带压延后的厚度为2um-5um之间，由于第一压延辊12和第一转移辊13之间离型力之间存在差异，压延后的锂带附着在第一转移辊13上。同样的，将锂带放卷，锂带通过第二压延辊22和第二转移辊21之间的缝隙进行压延，并达到所需的厚度，锂带压延后的厚度为2um-5um之间，由于第二压延辊22和第二转移辊21之间离型力之间存在差异，压延后的锂带附着在第二转移辊21上；

3、将负极极片放卷，经过第一转移辊13和第二转移辊21之间的缝隙，第一转移辊13和第二转移辊21上的锂带转移到极片300两侧，实现极片300两侧同时补锂。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种极片补锂装置，其特征在于，包括：

极片放卷装置，用于提供极片；

第一锂带放卷装置，用于输送第一锂带；

第一压延转移装置，包括第一压延辊和第一转移辊，所述第一压延辊的表面离型力小于第一转移辊的表面离型力；所述第一锂带输送至所述第一压延辊和第一转移辊压之间并被压延成所述第一锂箔，所述第一锂箔贴附于所述第一转移辊，所述第一转移辊将所述第一锂箔转移至所述极片一面上。

2.根据权利要求1所述的极片补锂装置，其特征在于，还包括第一离型剂喷涂头和第二离型剂喷涂头，所述第一离型剂喷涂头用于向所述第一压延辊的表面涂布第一离型剂，所述第二离型剂喷涂头用于向所述第一转移辊的表面涂布第二离型剂，所述第二离型剂的离型力大于所述第一离型剂的离型力。

3.根据权利要求1-2任一项所述的极片补锂装置，其特征在于，还包括：

第二锂带放卷装置，用于输送第二锂带；

第二压延转移装置，包括第二压延辊和第二转移辊，所述第二压延辊的表面离型力小于第二转移辊的表面离型力；所述第二锂带输送至所述第二压延辊和第二转移辊压之间并被压延成所述第二锂箔，所述第二锂箔贴附于所述第二转移辊，所述第二转移辊将所述第二锂箔转移至所述极片的另一面上。

4.根据权利要求3所述的极片补锂装置，其特征在于，还包括第三离型剂喷涂头和第四离型剂喷涂头，所述第三离型剂喷涂头用于向所述第二压延辊的表面涂布第三离型剂，所述第四离型剂喷涂头用于向所述第二转移辊的表面涂布第四离型剂，所述第四离型剂的离型力大于所述第三离型剂的离型力。

5.根据权利要求4所述的极片补锂装置，其特征在于，还包括第一支撑辊，所述第一支撑辊设置在所述第一压延辊的一侧，用于限位所述第一压延辊。

6.根据权利要求5所述的极片补锂装置，其特征在于，还包括第二支撑辊，所述第二支撑辊设置在所述第二压延辊的一侧，用于限位所述第二压延辊。

7.根据权利要求6所述的极片补锂装置，其特征在于，所述第一支撑辊的直径大于所述第一压延辊的直径，所述第二支撑辊的直径大于所述第二压延辊的直径。

8.根据权利要求7所述的极片补锂装置，其特征在于，所述第一锂箔和第二锂箔的厚度在2μm-5μm之间。

9.根据权利要求3所述的极片补锂装置，其特征在于，所述第一压延辊和第二压延辊的离型力在2N-4N之间，所述第一转移辊和所述第二转移辊的离型力在6N-10N之间。

10.根据权利要求4-9任一项所述的极片补锂装置，其特征在于，还包括极片收卷装置，所述极片收卷装置用于收卷粘附有第一锂箔和第二锂箔的极片。

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