專利名稱：一種鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置。
背景技術(shù)：
1991年，日本索尼公司創(chuàng)造性的采用炭材料作為鋰離子電池陽(yáng)極材料，為鋰離子電池領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變化；自此之后，鋰離子電池技術(shù)迅猛發(fā)展，在移動(dòng)電話、攝像機(jī)、筆記本電腦以及其他便攜式電器上面大量運(yùn)用。鋰離子電池具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如電壓高、體積小、質(zhì)量輕、比能力高、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、自放電小、循環(huán)壽命長(zhǎng)等，是二十一世紀(jì)理想的移動(dòng)電器電源、電動(dòng)汽車電源以及儲(chǔ)電站用儲(chǔ)電器。但隨著便攜式電子設(shè)備微型化、長(zhǎng)待機(jī)的不斷發(fā)展，對(duì)鋰離子電池的能量密度的提出了越來(lái)越高的要求。對(duì)于現(xiàn)有的負(fù)極材料而言，在首次充電過程中均會(huì)形成固體電解質(zhì)膜(SEI膜)，從而消耗一部分來(lái)自正極材料中的鋰離子，最終導(dǎo)致電芯的首次庫(kù)倫效率低于100%，例如石墨材料的首次效率在90%左右，而合金負(fù)極首次效率更低，以硅負(fù)極材料為例，其首次庫(kù)倫效率在65%-85%之間。因此如果能夠提高電芯的首先庫(kù)倫效率，能夠較大幅度的提高電芯的能量密度。為了達(dá)到提高電芯首次庫(kù)倫效率的目的，國(guó)內(nèi)外專家在陽(yáng)極處理方面展開了廣范的研究，并取得了一些成果FMC公司的Y ·高[電極中的鋰金屬分散體；Y ·高，M ·亞科夫萊瓦，J ·恩格爾，ect ；2006]等將鋰金屬粉、負(fù)極材料和非水液體混合形成漿料，將漿料涂覆到集流體上，然后干燥漿液；該方法雖然能夠起到處理作用，最終實(shí)現(xiàn)提高電芯的首次庫(kù)倫效率，但是整個(gè)電芯的生產(chǎn)工藝必須在干燥室內(nèi)完成，同時(shí)金屬鋰粉本身的成本較高，且其與陽(yáng)極共混難度大，因此生產(chǎn)成本較高。此外，Y ·高[鋰金屬在二次電池陽(yáng)極內(nèi)的分散；Y ·高，J · L ·博巴三世；2002.]等還將金屬鋰粉制作成漿料，涂覆于集電極上從而實(shí)現(xiàn)陽(yáng)極補(bǔ)鋰的目的。該方法同樣適用了成本較高的金屬鋰粉為原料，且配置漿料難度較大，漿料在集電極上的均勻分散也難以保證，因此極大的限制了其在量產(chǎn)上的使用。申請(qǐng)?zhí)枮镴P1996027910的日本專利申請(qǐng)采用將金屬鋰片覆蓋在負(fù)極片表面，然后卷繞制成電池，然后灌注電解液的方法制備鋰離子電池；使用該方法處理時(shí)，電芯組裝成型時(shí)，金屬鋰片很容易刺穿隔離膜導(dǎo)致陰陽(yáng)極短路，同時(shí)，由于很難制備得到較薄的金屬鋰片，因此往往導(dǎo)致負(fù)極片能夠吸收的鋰的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于金屬鋰片提供的鋰，使得電芯出現(xiàn)析鋰、循環(huán)性能差等問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，此裝置能夠高效、定量、均勻的對(duì)陽(yáng)極片進(jìn)行處理，此外該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，極易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，包括放卷裝置和收卷裝置，所述放卷裝置包括將陽(yáng)極片送于所述收卷裝置的陽(yáng)極片放卷裝置和將鋰帶送于所述收卷裝置的鋰帶放卷裝置。作為本實(shí)用新型所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置的一種改進(jìn)，所述陽(yáng)極片放卷裝置、所述鋰帶放卷裝置和所述收卷裝置均設(shè)置有傳送輥。作為本實(shí)用新型所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置的一種改進(jìn)，所述陽(yáng)極片放卷裝置包括第一輪軸、電解液處理裝置和極片烘干裝置，所述陽(yáng)極片固定設(shè)置于所述第一輪軸，所述電解液處理裝置和所述極片烘干裝置均設(shè)置于所述第一輪軸的一側(cè)。作為本實(shí)用新型所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置的一種改進(jìn)，所述電解液處理裝置為噴涂式電解液處理裝置或者浸泡式電解液處理裝置。作為本實(shí)用新型所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置的一種改進(jìn)，所述鋰帶放卷裝置包括第二輪軸和糾偏裝置，所述第二輪軸設(shè)置于所述糾偏裝置。作為本實(shí)用新型所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置的一種改進(jìn)，所述收卷裝置包括極片復(fù)卷裝置、將所述陽(yáng)極片送于所述極片復(fù)卷裝置的陽(yáng)極片收卷控制裝置和將所述鋰帶送于所述極片復(fù)卷裝置的鋰帶收卷控制裝置。作為本實(shí)用新型所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置的一種改進(jìn)，還包括卷料處理箱，所述卷料處理箱位于所述收卷裝置的一側(cè)，所述卷料處理箱內(nèi)設(shè)置有電解液和卷料支點(diǎn)，所述陽(yáng)極片和所述鋰帶復(fù)卷后的卷料固定于所述卷料支點(diǎn)，并且所述卷料浸泡于所述電解液中。 作為本實(shí)用新型所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置的一種改進(jìn)，所述卷料處理箱還設(shè)置有加熱系統(tǒng)。本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型包括放卷裝置和收卷裝置，所述放卷裝置包括將陽(yáng)極片送于所述收卷裝置的陽(yáng)極片放卷裝置和將鋰帶送于所述收卷裝置的鋰帶放卷裝置。此裝置能夠高效、定量、均勻的對(duì)陽(yáng)極片進(jìn)行處理，此外該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，極易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)。

圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型的卷料處理箱結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型的實(shí)施例4結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和說(shuō)明書附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。如圖1所示，這是本實(shí)用新型的實(shí)施例1，一種鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，包括放卷裝置I和收卷裝置2，放卷裝置I包括將陽(yáng)極片送于收卷裝置2的陽(yáng)極片放卷裝置11和將鋰帶送于收卷裝置2的鋰帶放卷裝置12。優(yōu)選的，陽(yáng)極片放卷裝置11、鋰帶放卷裝置12和收卷裝置2均設(shè)置有傳送輥3。陽(yáng)極片放卷裝置11包括第一輪軸111、電解液處理裝置112和極片烘干裝置113，陽(yáng)極片固定設(shè)置于第一輪軸111，電解液處理裝置112和極片烘干裝置113均設(shè)置于第一輪軸111的一側(cè)，并且陽(yáng)極片通過極片烘干裝置113送于電解液處理裝置112中。優(yōu)選的，電解液處理裝置112為浸泡式電解液處理裝置8。優(yōu)選的，鋰帶放卷裝置12包括第二輪軸121和糾偏裝置122，第二輪軸121設(shè)置于糾偏裝置122。優(yōu)選的，收卷裝置2包括極片復(fù)卷裝置23、將陽(yáng)極片送于極片復(fù)卷裝置23的陽(yáng)極片收卷控制裝置21和將鋰帶送于極片復(fù)卷裝置23的鋰帶收卷控制裝置22，從而實(shí)現(xiàn)陽(yáng)極片與鋰帶對(duì)疊復(fù)卷。其中，陽(yáng)極片收卷控制裝置21包括極片張力控制系統(tǒng)211和極片糾偏系統(tǒng)212 ；鋰帶收卷控制裝置22包括鋰帶張力系統(tǒng)221和鋰帶糾偏系統(tǒng)222 ;極片復(fù)卷裝置23包括收卷輪軸231、張力控制系統(tǒng)232和復(fù)卷糾偏系統(tǒng)233。本實(shí)用新型的工作過程在于將固定于第一輪軸111上的處理前陽(yáng)極片卷穿過極片烘干裝置113烘干，之后進(jìn)入盛裝電解液的浸泡式電解液處理裝置8，使得極片被電解液充分浸潤(rùn)，之后進(jìn)入陽(yáng)極片收卷控制裝置21。將固定于第二輪軸121上的鋰帶卷經(jīng)過傳送輥3進(jìn)入鋰帶收卷控制裝置22，在極片張力控制系統(tǒng)211、極片糾偏系統(tǒng)212、鋰帶張力系統(tǒng)221、鋰帶糾偏系統(tǒng)222、張力控制系統(tǒng)232和復(fù)卷糾偏系統(tǒng)233的共同作用下，使得鋰帶與陽(yáng)極片卷整齊對(duì)疊后收卷在收卷輪軸231上，得到鋰帶和陽(yáng)極復(fù)卷的陽(yáng)極處理卷料。復(fù)卷后，由于電解液的存在，將在陽(yáng)極片與鋰帶之間搭建暢通的離子通道，而陽(yáng)極片與鋰帶直接連接又形成了天然的電子通道；當(dāng)鋰離子通道和電子通道同時(shí)連通時(shí)，陽(yáng)極材料與金屬鋰輥之間本身存在的電勢(shì)差能夠促使金屬鋰快速離子化形成鋰離子，之后通過電解液傳輸嵌入陽(yáng)極活性物質(zhì)顆粒內(nèi)部，最終達(dá)到快速處理陽(yáng)極片的目的。待處理過程完成后，即可解卷得到處理后的陽(yáng)極片。如圖2所示，這 是本實(shí)用新型的實(shí)施例2，與實(shí)施例1不同的是本實(shí)施例將浸泡式電解液處理裝置8改為噴涂式電解液處理裝置7，操作步驟不同的是將固定于第一輪軸111上的烘干后的待處理陽(yáng)極片卷直接送入噴涂式電解液處理裝置7，從噴涂式電解液處理裝置7噴出的電解液均勻的分布于陽(yáng)極片兩面，使得膜片被充分浸潤(rùn)，之后進(jìn)入陽(yáng)極片收卷控制裝置21。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，這里不再贅述。如圖3所示，這是本實(shí)用新型的實(shí)施例3，與實(shí)施例2不同的是本實(shí)施例沒有設(shè)置噴涂式電解液處理裝置7，操作步驟不同的是將固定于第一輪軸111上的被電解液浸潤(rùn)后的待處理陽(yáng)極片卷經(jīng)傳送輥3直接進(jìn)入陽(yáng)極片收卷控制裝置21。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2相同，這里不再贅述。如圖4和5所示，這是本實(shí)用新型的實(shí)施例4，與實(shí)施例3不同的是本實(shí)施例還包括卷料處理箱4，卷料處理箱4位于收卷裝置2的一側(cè)，卷料處理箱4內(nèi)設(shè)置有電解液和卷料支點(diǎn)41，陽(yáng)極片和鋰帶復(fù)卷后的卷料42固定于卷料支點(diǎn)41，并且卷料42浸泡于電解液中。其中，卷料處理箱4還設(shè)置有加熱系統(tǒng)43，該加熱系統(tǒng)43能夠提高處理過程中電解液和金屬鋰輥的溫度。本實(shí)施例增加了卷料處理箱4，其操作步驟不同的是操作前沒有將陽(yáng)極片浸潤(rùn)于電解液中，而是操作完成后將得到的復(fù)卷卷料固定于卷料處理箱4內(nèi)的卷料支點(diǎn)41上，讓電解液充分浸潤(rùn)復(fù)卷卷料，然后通過加熱系統(tǒng)43復(fù)卷卷料進(jìn)行烘干。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3相同，這里不再贅述。 相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型至少具有如下優(yōu)點(diǎn)1)、本實(shí)用新型鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，可以非常簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)復(fù)卷張力、卷料放置的環(huán)境溫度、電解液中鋰離子濃度，來(lái)實(shí)現(xiàn)控制鋰離子從金屬鋰輥向陽(yáng)極活性物質(zhì)顆粒內(nèi)部的傳輸速度；通過控制復(fù)卷及解卷之間的時(shí)間，來(lái)控制鋰離子從金屬鋰輥向陽(yáng)極活性物質(zhì)顆粒內(nèi)部的傳輸時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)控制處理總量的目的；2)、本實(shí)用新型鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，所使用的鋰為鋰帶，成本低廉；處理過程中只需要放卷收卷，工藝非常簡(jiǎn)單；因此極易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)。根據(jù)上述說(shuō)明書的揭示和教導(dǎo)，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型的基礎(chǔ)上所作出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。此外，盡管本說(shuō)明書中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求1.一種鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，包括放卷裝置(I)和收卷裝置(2)，其特征在于所述放卷裝置(I)包括將陽(yáng)極片送于所述收卷裝置(2 )的陽(yáng)極片放卷裝置(11)和將鋰帶送于所述收卷裝置(2)的鋰帶放卷裝置(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，其特征在于所述陽(yáng)極片放卷裝置(11)、所述鋰帶放卷裝置(12)和所述收卷裝置(2 )均設(shè)置有傳送輥(3 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，其特征在于所述陽(yáng)極片放卷裝置(11)包括將第一輪軸(111)、電解液處理裝置(112)和極片烘干裝置(113)，所述陽(yáng)極片固定設(shè)置于所述第一輪軸(111)，所述電解液處理裝置(112)和所述極片烘干裝置(113)均設(shè)置于所述第一輪軸(111)的一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，其特征在于所述電解液處理裝置(112 )為噴涂式電解液處理裝置(7 )或者浸泡式電解液處理裝置(8 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，其特征在于所述鋰帶放卷裝置(12)包括第二輪軸(121)和糾偏裝置(122)，所述第二輪軸(121)設(shè)置于所述糾偏裝置(122)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，其特征在于所述收卷裝置(2)包括極片復(fù)卷裝置(23)、將所述陽(yáng)極片送于所述極片復(fù)卷裝置(23)的陽(yáng)極片收卷控制裝置(21)和將所述鋰帶送于所述極片復(fù)卷裝置(23 )的鋰帶收卷控制裝置(22 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，其特征在于還包括卷料處理箱(4)，所述卷料處理箱(4)位于所述收卷裝置(2)的一側(cè)，所述卷料處理箱(4)內(nèi)設(shè)置有電解液和卷料支點(diǎn)(41)，所述陽(yáng)極片和所述鋰帶復(fù)卷后的卷料(42)固定于所述卷料支點(diǎn)(41)，并且所述卷料(42 )浸泡于所述電解液中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，其特征在于所述卷料處理箱(4)還設(shè)置有加熱系統(tǒng)(43)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池陽(yáng)極片處理裝置，包括放卷裝置和收卷裝置，所述放卷裝置包括將陽(yáng)極片送于所述收卷裝置的陽(yáng)極片放卷裝置和將鋰帶送于所述收卷裝置的鋰帶放卷裝置。此裝置能夠高效、定量、均勻的對(duì)陽(yáng)極片處理，此外該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，極易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01M4/04GK202888314SQ20122048160
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者方宏新, 游從輝, 徐延杰, 曹福彪, 張柏清 申請(qǐng)人:東莞新能源科技有限公司, 寧德新能源科技有限公司