專利名稱：鋰離子電池極片及其處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鋰離子電池極片及其處理裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及鋰離子電池極片的生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池極片及其處理裝置。
背景技術(shù)：
[0002]鋰離子電池的注液工藝最初通常采用在手套箱或者干燥箱中進(jìn)行手動(dòng)注液方式， 此種方式的注液效率和吸收效率極其緩慢，成為提高鋰離子電池生產(chǎn)效率的瓶頸。隨著技 術(shù)的發(fā)展，后來(lái)出現(xiàn)了鋰離子電池真空注液機(jī)，以及真空與正壓循環(huán)注液機(jī)。通過(guò)注液機(jī)注 液方式能夠大大的提升手機(jī)電池，筆記本電池等小容量電池的注液效率及產(chǎn)能。[0003]隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展以及人類所面臨的能源危機(jī)與環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，人們開始將鋰 離子電池應(yīng)用于汽車行業(yè)，用鋰離子電池為汽車提供驅(qū)動(dòng)力，做到零排放、零污染。[0004]隨著鋰離子電池在汽車行業(yè)的應(yīng)用，人們對(duì)電池性能的要求也越來(lái)越高。首先除 了要求非常高的安全性能以外，還對(duì)電池的容量密度，功率密度和循環(huán)壽命也提出了極其 高的要求。然而，電池內(nèi)部極片對(duì)電解液的保有量很大程度上影響著電池的循環(huán)壽命。要 使得電池有足夠多的電解液用于電池的循環(huán)使用，很多電池制造商又不得不提供更大的容 積去存儲(chǔ)電池循環(huán)所需要的電解液。因此，容量密度與電池循環(huán)壽命的矛盾成為鋰離子電 池制造業(yè)生產(chǎn)的一大瓶頸。尤其是以納米磷酸亞鐵鋰為正極體系的鋰離子電池，其正極極 片表面致密而且光滑，對(duì)電解液的浸潤(rùn)以及吸收都非常的緩慢，大大影響了生產(chǎn)效率以及 電解液在電池內(nèi)部的分布。由于電解液在電池極片內(nèi)部分布不均勻和電解液保有量不足， 從而影響了鋰離子電池容量的發(fā)揮及其容量的一致性和循環(huán)壽命。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]鑒于背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種鋰離子電池極片及 其處理裝置，其能在鋰離子電池極片上打出激光穿透孔，以能提高鋰離子電池極片對(duì)電解 液的吸收速度和存儲(chǔ)能力，進(jìn)而使電解液在鋰離子電池內(nèi)部分布更加均勻，進(jìn)而提升了鋰 離子電池的容量發(fā)揮并改善鋰離子電池容量一致性以及循環(huán)性能。[0006]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，在第一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種鋰離子 電池極片處理裝置，其包括:喂料機(jī)構(gòu)，用于送出鋰離子電池極片，鋰離子電池極片包括集 流體和形成在集流體上的活性材料層；接料機(jī)構(gòu)，用于接收鋰離子電池極片；激光發(fā)射器， 面向在喂料機(jī)構(gòu)和接料機(jī)構(gòu)之間運(yùn)送的鋰離子電池極片發(fā)射激光，以在鋰離子電池極片上 打出多個(gè)激光穿透孔；以及激光發(fā)射器支撐架，固定連接激光發(fā)射器。[0007]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，在第二個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種鋰離子 電池極片，其包括集流體和形成在集流體上的活性材料層，其中，鋰離子電池極片上形成有 多個(gè)激光穿透孔。[0008]本實(shí)用新型的有益效果如下:[0009]通過(guò)采用本實(shí)用新型的鋰離子電池極片及其處理裝置，可以在鋰離子電池極片上打出激光穿透孔，通過(guò)激光穿透孔可以提高鋰離子電池極片對(duì)電解液的吸收速度和存儲(chǔ)能 力，使電解液在鋰離子電池內(nèi)部分布更加均勻，進(jìn)而提升了鋰離子電池的容量發(fā)揮并改善 鋰離子電池容量一致性以及循環(huán)性能。


[0010]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的鋰離子電池極片處理裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；[0011]圖2是圖1的連接件、緊固件、以及激光發(fā)射器支撐架的橫桿的底板之間結(jié)構(gòu)關(guān)系 的俯視不意圖；[0012]圖3是圖1的連接件、緊固件、以及激光發(fā)射器支撐架的橫桿的底板之間結(jié)構(gòu)關(guān)系 的iu視不意圖；[0013]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的鋰離子電池極片的立體結(jié)構(gòu)示意圖。[0014]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:[0015]I喂料機(jī)構(gòu)51底部[0016]2接料機(jī)構(gòu)52側(cè)部[0017]21 軸端[0018]3激光發(fā)射器[0019]31 激光[0020]4激光發(fā)射器支撐架[0021]41 橫桿[0022]411 底板[0023]412 頂板[0024]413導(dǎo)向槽42豎桿[0025]5連接件6緊固件 7真空吸嘴 S鋰離子電池極片 SI集流體 S2活性材料層 LTH激光穿透孔 D寬度方向 L長(zhǎng)度方向 F行進(jìn)方向具體實(shí)施方式
[0026]下面參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型的鋰離子電池電極片及其處理裝置。[0027]首先說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的鋰離子電池極片處理裝置。[0028]如圖1所示并參照?qǐng)D4，根據(jù)本實(shí)用新型的鋰離子電池極片處理裝置包括:喂料機(jī) 構(gòu)1，用于送出鋰離子電池極片S，鋰離子電池極片S包括集流體SI和形成在集流體SI上 的活性材料層S2 ;接料機(jī)構(gòu)2，用于接收鋰離子電池極片S ;激光發(fā)射器3，面向在喂料機(jī)構(gòu) I和接料機(jī)構(gòu)2之間運(yùn)送的鋰離子電池極片S發(fā)射激光31，以在鋰離子電池極片S上打出 多個(gè)激光穿透孔LTH ;以及激光發(fā)射器支撐架4，固定連接激光發(fā)射器3。值得注意的是，激 光穿透孔LTH指的是穿透整個(gè)鋰離子電池極片S的通孔。這里需要說(shuō)明的是，激光發(fā)射器3 面向在喂料機(jī)構(gòu)I和接料機(jī)構(gòu)2之間運(yùn)送的鋰離子電池極片S發(fā)射激光31可以逆著鋰離 子電池極片S的行進(jìn)方向F發(fā)射激光31 (如圖1所示)，也可以順著鋰離子電池極片S的行 進(jìn)方向F發(fā)射激光31，當(dāng)然還可以垂直于鋰離子電池極片S的行進(jìn)方向F發(fā)射激光31。在 激光發(fā)射器支撐架4的一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所激光發(fā)射器支撐架4可包括:橫桿41, 激光發(fā)射器3固定連接于其上；以及一對(duì)豎桿42，對(duì)應(yīng)固定連接并支撐橫桿41的兩端。[0029]在喂料機(jī)構(gòu)I和接料機(jī)構(gòu)2的一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，喂料機(jī)構(gòu)I為放卷輥，未進(jìn)行打孔的鋰離子電池極片S以卷料方式裝在放卷輥上并從放卷輥放出；接料機(jī)構(gòu)2為 收卷輥，已打出激光穿透孔LTH的鋰離子電池極片S以卷料方式收卷在收卷輥上。優(yōu)選地， 放卷輥和/或收卷輥采用氣脹軸承。在替代實(shí)施例中，對(duì)于非卷料極片，例如單片的鋰離子 電池極片，喂料機(jī)構(gòu)I和接料機(jī)構(gòu)2均可為僅運(yùn)送鋰離子電極片的輥?zhàn)樱瑩Q句話說(shuō)，就是無(wú)需卷繞。[0030]為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，如圖1所示，優(yōu)選地，所述一對(duì)豎桿42分別固定于收卷輥兩側(cè)的軸 端21。當(dāng)然不限于此，所述一對(duì)豎桿42可以固定于獨(dú)立的支撐平臺(tái)上。[0031]在根據(jù)本實(shí)用新型的鋰離子電池極片處理裝置中，如圖1所示，激光發(fā)射器3可為 多個(gè)，各激光發(fā)射器3經(jīng)由各自的連接件5連接于激光發(fā)射器支撐架4的橫桿41。當(dāng)然激 光發(fā)射器3可為I個(gè)，但是可以發(fā)射間隔開的多束激光31，換句話說(shuō)是一個(gè)一體式結(jié)構(gòu)。[0032]在采用多個(gè)激光發(fā)射器3時(shí)，為了便于多個(gè)激光發(fā)射器3的間距(換句話說(shuō)調(diào)整多 個(gè)激光發(fā)射器3發(fā)出的激光31之間的間距)，如圖2和圖3所示，在一個(gè)實(shí)施例中，激光發(fā) 射器支撐架4的橫桿41設(shè)置有導(dǎo)向槽413 ;各連接件5的底部51通過(guò)緊固件6固定連接 于導(dǎo)向槽413而連接于激光發(fā)射器支撐架4，以使所述多個(gè)激光發(fā)射器3之間的間距以及各 激光發(fā)射器支撐架4相對(duì)鋰離子電池極片S的距離可調(diào)整。當(dāng)然不限于此，各連接件5可 以以套管式套設(shè)在橫桿41上，從而實(shí)現(xiàn)間距可調(diào)。此外，在圖2和圖3中，橫桿41為矩形 中空管，且導(dǎo)向槽413設(shè)置于矩形中空管的底板411，緊固件6為螺栓和螺母配合件，螺栓穿 過(guò)導(dǎo)向槽413且穿過(guò)對(duì)應(yīng)連接件5的底部51、并由螺母來(lái)緊固。當(dāng)然，導(dǎo)向槽413也可同時(shí) 設(shè)置于頂板412上，此時(shí)緊固件6的螺栓同時(shí)穿過(guò)底板411、頂板412。[0033]為了適應(yīng)激光穿透孔LTH在鋰離子電池極片S的不同布置，如圖2所示，導(dǎo)向槽 413可為直線式或曲線式。[0034]在采用多個(gè)激光發(fā)射器3時(shí)，為了便于調(diào)整激光發(fā)射器3相對(duì)鋰離子電池極片S 發(fā)射出的激光31的角度，如圖1所示，在一個(gè)實(shí)施例中，各連接件5的側(cè)部52與相應(yīng)的激 光發(fā)射器3樞轉(zhuǎn)連接，以調(diào)整該相應(yīng)的激光發(fā)射器3相對(duì)鋰離子電池極片S發(fā)射出的激光 31的角度。[0035]在根據(jù)本實(shí)用新型的鋰離子電池極片處理裝置中，所述多個(gè)激光發(fā)射器3均可為 脈沖激光發(fā)射器。優(yōu)選地，脈沖激光發(fā)射器的發(fā)射激光的頻率可調(diào)。優(yōu)選地，脈沖激光發(fā)射 器為釔鋁石榴石(YAG)脈沖激光發(fā)射器。[0036]為了除去激光發(fā)射器3在鋰離子電池極片S上打出激光穿透孔LTH時(shí)產(chǎn)生的碎 屑，如圖1所示，優(yōu)選地，所述鋰離子電池極片處理裝置還可包括:真空吸嘴7，面向在喂料 機(jī)構(gòu)I和接料機(jī)構(gòu)2之間運(yùn)送的鋰離子電池極片S的將要被激光發(fā)射器3打出激光穿透孔 LTH的部位，用于清潔激光發(fā)射器3在鋰離子電池極片S上打出激光穿透孔LTH時(shí)產(chǎn)生的碎 屑。真空吸嘴7與外部的真空泵(未示出)通過(guò)管道連接。[0037]為了增強(qiáng)對(duì)碎屑的抽吸，如圖1所示，優(yōu)選地，真空吸嘴7固定在激光發(fā)射器支撐 架4并位于激光發(fā)射器3下方。[0038]在根據(jù)本實(shí)用新型的鋰離子電池極片處理裝置中，鋰離子電池極片S可為正極極 片或負(fù)極極片。當(dāng)鋰離子電池極片S為正極極片時(shí)，活性材料層S2中的活性物質(zhì)可為磷酸 亞鐵鋰、鈷酸鋰、鋰鎳鈷錳中的一種或幾種。[0039]下面說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型第二方面的鋰離子電池極片S。[0040]如圖4所示，根據(jù)本實(shí)用新型的鋰離子電池極片S包括集流體SI和形成在集流體 SI上的活性材料層S2，其中，鋰離子電池極片S上形成有多個(gè)激光穿透孔LTH。激光穿透孔 LTH可以采用根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的鋰離子電池極片處理裝置來(lái)形成。當(dāng)然也可以采用另外結(jié)構(gòu)的裝置來(lái)進(jìn)行，只要能形成激光穿透孔LTH即可。[0041]在根據(jù)本實(shí)用新型的鋰離子電池極片S中，如圖4所示，優(yōu)選地，所述多個(gè)激光穿透孔LTH以陣列排列。更優(yōu)選地，沿鋰離子電池極片S的寬度方向D的每一列中的激光穿透孔LTH以等間距設(shè)置。更優(yōu)選地，沿鋰離子電池極片S的長(zhǎng)度方向L的每一排中的激光穿透孔LTH以等間距設(shè)置。[0042]為了有效地控制因激光穿透孔LTH的設(shè)置導(dǎo)致的容量損失和電流密度的均勻性變化，且為了避免在擊穿整個(gè)極片的過(guò)程(包括集流體的擊穿過(guò)程)中集流體熔化形成熔珠和沉積，優(yōu)選地，各激光穿透孔LTH的孔徑為10 100 μ m。[0043]在根據(jù)本實(shí)用新型的鋰離子電池極片處理裝置中，鋰離子電池極片S可為正極極片或負(fù)極極片。當(dāng)鋰離子電池極片S為正極極片時(shí)，活性材料層S2中的活性物質(zhì)可為磷酸亞鐵鋰、鈷酸鋰、鋰鎳鈷錳中的一種或幾種?；钚圆牧蠈覵2形成在集流體SI上的過(guò)程均為本領(lǐng)域公知常識(shí)，在此不再贅述。[0044]在根據(jù)本實(shí)用新型的鋰離子電池極片及其處理裝置中，鋰離子電池極片S的活性材料層S2通常形成在集流體SI上正反兩個(gè)表面上，如圖4所示。[0045]綜上，通過(guò)采用本實(shí)用新型的鋰離子電池極片及其處理裝置，可以在鋰離子電池極片S上形成激光穿透孔LTH，電解液就可以穿過(guò)激光穿透孔LTH進(jìn)行一個(gè)三維的擴(kuò)散，對(duì)擴(kuò)散效率有很大的提高，同時(shí)可以提高鋰離子電池極片對(duì)電解液的吸收速度和存儲(chǔ)能力， 使電解液在鋰離子電池內(nèi)部分布更加均勻，進(jìn)而提升 了鋰離子電池的容量發(fā)揮并改善鋰離子電池容量一致性以及循環(huán)性能。
權(quán)利要求1.一種鋰離子電池極片處理裝置，其特征在于，包括:喂料機(jī)構(gòu)(1)，用于送出鋰離子電池極片(S)，鋰離子電池極片(S)包括集流體(SI)和形成在集流體(SI)上的活性材料層(S2)；接料機(jī)構(gòu)(2)，用于接收鋰離子電池極片(S)；激光發(fā)射器(3)，面向在喂料機(jī)構(gòu)(I)和接料機(jī)構(gòu)(2)之間運(yùn)送的鋰離子電池極片(S) 發(fā)射激光(31 )，以在鋰離子電池極片(S)上打出多個(gè)激光穿透孔(LTH)；以及激光發(fā)射器支撐架(4 )，固定連接激光發(fā)射器(3 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片處理裝置，其特征在于，激光發(fā)射器支撐架(4)包括:橫桿(41)，激光發(fā)射器(3)固定連接于其上；以及一對(duì)豎桿(42 ),對(duì)應(yīng)固定連接并支撐橫桿(41)的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池極片處理裝置，其特征在于，喂料機(jī)構(gòu)(I)為放卷輥，未進(jìn)行打孔的鋰離子電池極片(S)以卷料方式裝在放卷輥上并從放卷輥放出；接料機(jī)構(gòu)(2)為收卷輥，已打出激光穿透孔(LTH)的鋰離子電池極片(S)以卷料方式收卷在收卷輥上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池極片處理裝置，其特征在于，所述一對(duì)豎桿(42) 分別固定于收卷輥兩側(cè)的軸端(21)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池極片處理裝置，其特征在于，激光發(fā)射器(3)為多個(gè)，各激光發(fā)射器(3)經(jīng)由各自的連接件(5)連接于激光發(fā)射器支撐架(4)的橫桿(41)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池極片處理裝置，其特征在于，激光發(fā)射器支撐架(4)的橫桿(41)設(shè)置有導(dǎo)向槽(413)；各連接件(5)的底部(51)通過(guò)緊固件(6)固定連接于導(dǎo)向槽(413)而連接于激光發(fā)射器支撐架(4)，以使所述多個(gè)激光發(fā)射器(3)之間的間距以及各激光發(fā)射器支撐架(4)相對(duì)鋰離子電池極片(S)的距離可調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池極片處理裝置，其特征在于，各連接件(5)的側(cè)部 (52)與相應(yīng)的激光發(fā)射器(3)樞轉(zhuǎn)連接，以調(diào)整該相應(yīng)的激光發(fā)射器(3)相對(duì)鋰離子電池極片(S)發(fā)射出的激光(31)的角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片處理裝置，其特征在于，所述鋰離子電池極片處理裝置還包括:真空吸嘴(7)，面向在喂料機(jī)構(gòu)(I)和接料機(jī)構(gòu)(2)之間運(yùn)送的鋰離子電池極片(S)的將要被激光發(fā)射器(3)打出激光穿透孔(LTH)的部位，用于清潔 激光發(fā)射器(3)在鋰離子電池極片(S)上打出激光穿透孔(LTH)時(shí)產(chǎn)生的碎屑。
9.一種鋰離子電池極片(S)，包括集流體(SI)和形成在集流體(SI)上的活性材料層 (S2)，其特征在于，鋰離子電池極片(S)上形成有多個(gè)激光穿透孔(LTH)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種鋰離子電池極片及其處理裝置。鋰離子電池極片處理裝置包括喂料機(jī)構(gòu)，用于送出鋰離子電池極片；接料機(jī)構(gòu)，用于接收鋰離子電池極片；激光發(fā)射器，面向在喂料機(jī)構(gòu)和接料機(jī)構(gòu)之間運(yùn)送的鋰離子電池極片發(fā)射激光，以在鋰離子電池極片上打出多個(gè)激光穿透孔；以及激光發(fā)射器支撐架，固定連接激光發(fā)射器。所述鋰離子電池極片上形成有多個(gè)激光穿透孔。通過(guò)采用本實(shí)用新型的鋰離子電池極片及其處理裝置，可以在鋰離子電池極片上打出激光穿透孔，通過(guò)激光穿透孔可以提高鋰離子電池極片對(duì)電解液的吸收速度和存儲(chǔ)能力，使電解液在鋰離子電池內(nèi)部分布更加均勻，進(jìn)而提升了鋰離子電池的容量發(fā)揮并改善鋰離子電池容量一致性以及循環(huán)性能。
文檔編號(hào)H01M4/13GK203156234SQ201320124039
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者高煥, 陽(yáng)超 申請(qǐng)人:寧德新能源科技有限公司