[發(fā)明專利]一種動力型鋰離子電池用電極的制造設備及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210186100.9
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN102694149A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 張國慶;熊中瓊;張云云;熊俊俏;李新喜
• 申請（專利權）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種動力型鋰離子電池用電極的制造設備，其特征在于包括有振動盤（1）、泡沫金屬模具（2）、電極固態(tài)填充料粉體箱（3）、泡沫金屬（4），其中泡沫金屬模具（2）置于振動盤（1）上，電極固態(tài)填充料粉體箱（3）置于泡沫金屬模具（2）的上方，泡沫金屬（4）置于泡沫金屬模具（2）內(nèi)。

2.根據(jù)權利要求1所述的動力型鋰離子電池用電極的制造設備，其特征在于上述填充后的泡沫金屬（4）放置于載物臺（5）上，并通過刮片（6）刮平；上述刮平后的泡沫金屬（4）放置于能將填充后的泡沫金屬（4）均勻壓實成薄片的成型模具（7）內(nèi)。

3.根據(jù)權利要求2所述的動力型鋰離子電池用電極的制造設備，其特征在于上述刮片（6）是塑料刮片，或金屬刮片，或合金刮片。

4.根據(jù)權利要求2所述的動力型鋰離子電池用電極的制造設備，其特征在于上述成型模具（7）的加壓壓力為80—600噸/平方厘米。

5.根據(jù)權利要求1至4任一項所述的動力型鋰離子電池用電極的制造設備，其特征在于上述震動盤（1）的下部安裝有震動方向為上下的振動器；上述電極固態(tài)填充料粉體箱（3）的材質(zhì)是塑料，或金屬，或金屬合金。

6.根據(jù)權利要求5所述的動力型鋰離子電池用電極的制造設備，其特征在于上述電極固態(tài)填充料粉體箱（3）的底面（31）開有通孔，開有通孔的底面（31）的下面設置有通過開合控制活性物質(zhì)粉體箱（3）內(nèi)粉末的下落的擋板（32）。

7.根據(jù)權利要求5所述的動力型鋰離子電池用電極的制造設備，其特征在于上述電極固態(tài)填充料粉體箱（3）的底面（31）開有的通孔為圓孔，孔與孔間的間距為1-5mm，圓孔的直徑為0.5mm-10mm。

8.根據(jù)權利要求1所述的動力型鋰離子電池用電極的制造方法，其特征在于包括如下步驟：

1）確定電池電極的固態(tài)電極活性物質(zhì)用量和的集流體尺寸：根據(jù)動力電池的實際制造要求確定電池的固態(tài)電極活性物質(zhì)的用量,并確定集流體采用泡沫金屬（4），且根據(jù)動力電池的實際制造要求確定泡沫金屬（4）的厚度尺寸；

2）配制電池電極固態(tài)填充料，切割泡沫金屬（4）：電池電極的正極或負極材料為固態(tài)電極活性物質(zhì)，固態(tài)電極活性物質(zhì)為均勻細膩粉末，粉末顆粒的平均粒徑為5nm-200μm，向粉末顆粒中添加固態(tài)導電劑和固態(tài)黏結(jié)劑，并攪拌混勻組成電極固態(tài)填充料；切割泡沫金屬（4）至所需尺寸，泡沫金屬（4）的長寬尺寸由泡沫金屬模具（2）的尺寸決定，泡沫金屬（4）的長寬尺寸比泡沫金屬模具（2）的尺寸小1-5mm，確保能完全放入其中；

3）向泡沫金屬（4）內(nèi)填充電極固態(tài)填充料：將切割好的泡沫金屬（4）置于泡沫金屬模具（2）中，把上述備好的電極固態(tài)填充料裝入電極固態(tài)填充料粉體箱（3）內(nèi)，開啟振動盤（1），打開電極固態(tài)填充料粉體箱擋板（32），粉末經(jīng)帶孔底面（31）漏出,震動盤（1）保持震動，直到電極固態(tài)填充料粉末填充完畢;

4）刮去多余粉末：將填充有電極固態(tài)填充料的泡沫金屬（4）從泡沫金屬模具（2）中取出，置于載物臺（5）上，用刮片（6）將填充后的泡沫金屬（4）表面多余粉末刮去；

5）壓制成型：將填充后的泡沫金屬（4）放置于成型模具（7）內(nèi)，根據(jù)所需要的極片厚度設置成型模具（7）的加壓壓力為80—600噸/平方厘米，將填充后的泡沫金屬（4）均勻壓實成薄片；

6）取片切割成電極極片：將上述薄片從成型模具（7）中取出，根據(jù)實際動力電池參數(shù)需要確定極片尺寸，將薄片橫切和分切成塊，橫切時預留極耳位置。

9.根據(jù)權利要求8所述的動力型鋰離子電池用電極的制造方法，其特征在于上述泡沫金屬（4）的規(guī)格為：PPI:5-80，孔隙率：50%-98%。

10.根據(jù)權利要求8所述的動力型鋰離子電池用電極的制造方法，其特征在于上述電池的正極采用的固態(tài)電極活性物質(zhì)包括磷酸鐵鋰（LiFePO₄）、三元（Co、Ni、Mn）、錳酸鋰（LiMnO₂、LiMn₂O₄）、磷酸釩鋰（Li₃V₂(PO₄)₃）、鎳酸鋰（LiNiO₂）、釩酸鋰（LiV₃O₈）中的任意一種或幾種的組合，電池的負極采用的固態(tài)電極活性物質(zhì)包括石墨、鈦酸鋰（Li₄Ti₅O₁₂）、硅基負極材料、錫基負極材料中的任意一種或幾種的組合。