[發明專利]一種鋰離子電池電極連續輥壓工藝及其裝置

無效

• 申請號: 200910303609.5
• 申請日: 2009-06-24
• 公開（公告）號: CN101877397A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 曹長河;姚宇均;潘美姿;席敏杰;王從偉;曹國瑞
• 申請（專利權）人: 寧波維科電池有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;B30B3/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明屬于電池制造領域，特別是涉及一種鋰離子電池電極連續輥壓工藝及其裝置。

背景技術

目前，鋰離子電池電極的制作方式大致為先將攪拌好的正負極漿料(主要包括正負極活性物質、粘結劑、導電劑、溶劑等)均勻的涂敷在集流體(正極為鋁箔或鋁網，負極為銅箔或銅網)上，再通過烘烤將溶劑烘出，得到干燥的電極；然后通過輥壓機(見圖一)將電極壓實，再將電極分切成規定長度、寬度的小條，最后焊接引流體(正極為鋁帶，負極為鎳帶或銅帶或銅鎳復合帶)，這樣就得到了最終的電極。但是電極通過輥壓機壓實到規定的厚度后，經過一段時間會產生一定的反彈，使得電極的增厚，單位體積的電池中就很難容納更多的電極活性物質，這樣電池的體積比容量難以提升，無法適應高端市場對于高體積比容量鋰離子電池的需求。

各個電池生產者都在嘗試使用各種方法來降低電極片的回彈率，如中國專利CN1276529C公開了采用整片滾壓后二次分段滾壓的方法，以其解決電池電極卷太大放不進電池殼內的問題，同時提高電池容量。可見其所述問題的關鍵在于電極片的回彈，該專利所采用的方法比較復雜，操作困難，更不方便連續生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種減小鋰離子電池電極片滾壓后反彈量的方法，提高電極片的單面面密度，提高電池的體積比容量。

本發明提供了一種操作簡單的鋰離子電池電極片的連續輥壓裝置。

本發明解決上述技術問題所采用的裝置為：一種鋰離子電池電極片連續輥壓裝置，包括放卷軸、軋輥和收卷軸，其特征在于：所述放卷軸與軋輥之間增加一個加熱裝置。

作為優選，所述加熱裝置為帶有溫度控制的電烤箱。

作為優選，所述的電烤箱的有效加熱長度為30-100厘米。

作為優選，所述的電烤箱距離軋輥的距離為10-60厘米。

應用于權利要求1所述的一種鋰離子電池電極片的連續輥壓工藝：其特征在于：電極片采用低溫熱滾壓，工藝步驟如下：

1)將干燥好的整卷電極固定在放卷軸上；

2)牽引電極穿過烘烤箱、軋輥直至收卷軸；

3)打開烘烤箱升溫，調節系統糾偏和張力；

4)調節軋輥壓力，溫度升至設定值，連續烘烤、輥壓開始；

5)電極收至收卷軸，輥壓完成。

采用這種工藝可以保證電極的干燥度，增加電極片的可塑性，減少滾壓后電極片的回彈率，可以適當增加電極片的單面面密度，因此在單位體積的電池中就可以放入更多的電極活性物質，一定程度上提升了電池的體積比容量。

作為優選，正電極片輥壓前加熱溫度設置為120-150℃；

作為優選，負電極片輥壓前加熱溫度設置為80-120℃；

作為優選，采用熱輻射和對流的方式加熱電池電極片。

綜上所述，本發明一種鋰離子電池電極片的連續輥壓裝置及其工藝帶來的有益效果是：可以保證電極的干燥度，增加電極片的可塑性，減少滾壓后電極片的回彈率，適當增加電極片的單面面密度，從而提升了電池的體積比容量，結構簡單，操作方便。

附圖說明

附圖1是現行鋰離子電池電極輥壓示意圖；

附圖2是本發明的鋰離子電池電極連續輥壓裝置示意圖；

附圖3是現行工藝和本發明工藝正極片厚度分布對比圖；

附圖4是現行工藝和本發明工藝負極片厚度分布對比圖；

具體實施方式

下面結合附圖對一種鋰離子電池電極的輥壓工藝及其裝置作進一步說明。

實施例：本發明的鋰離子電池電極連續烘烤輥壓的工藝和改進裝置如附圖2所示，其工藝主要包括：1】將涂敷干燥好的整卷電極2固定在放卷軸1上；2】穿過設置的烘烤箱5進行加熱；3】加熱的電極2牽引到輥壓機3上進行輥壓；4】最后電極2收于收卷軸4上；5】電極的連續烘烤、輥壓完成。

以423450AL型鋰離子電池為例，對該工藝提升電池的體積比容量做對比實驗，固定電池型號、電極原材料和壓實密度，對比如下：

1、正電極，單面面密度2.18g/cm²，基材鋁箔0.016mm，壓實密度3.90g/cm³，這樣壓實厚度即約為：2.18*2/3.9/10+0.016＝0.128mm；

1)按現行工藝輥壓，抽取100電極小片，電極壓實后立即用千分尺測量厚度，每片平均厚度為0.1283mm；在真空狀態下靜置4小時后測量厚度，每片平均厚度為0.1332mm，反彈率3.82％；