[發明專利]一種鋰離子電池極片的碾壓方法

有效

• 申請號: 201210297156.1
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN102847859A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 周中心;姚植森;羅志高;賈寶安
• 申請（專利權）人: 東莞新能源科技有限公司;寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: B21H7/00
• 分類號: B21H7/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池極片的碾壓方法。

背景技術

隨著現代社會的發展，各種移動設備，如攝像機、筆記本電腦、便攜式DVD和數碼相機等都有了越來越廣泛的應用，這些移動設備對高能電池的需求也越來越大。鋰離子電池因具有重量輕、儲能大、功率大、無污染、壽命長、自放電系數小和溫度適應范圍寬泛等許多突出的優點，逐漸受到人們的青睞，成為移動設備的最佳電源，甚至在航空、航天、航海、汽車和醫療設備等領域中也逐步取代了其他的傳統電池。

鋰離子電池內一般包括若干個依次疊加的電池單體，每個電池單體包括相互卷繞或疊加的正極極片、隔離膜和負極極片，其中，隔離膜間隔于相鄰的正極極片和負極極片之間，起到電子阻隔、離子導通的作用，同時隔離膜還用于保持電解液。制造鋰離子電池時，只要將至少一個上述的電池單體制成電池芯，并在電池芯的外面包裹上包裝薄膜，之后向其內注入電解液，經過抽空、密封即可。

其中，鋰離子電池的極片（包括正極片和負極片）的制備過程，通常包括制漿、涂膜、干燥、碾壓和切割等工序，雖然不同廠商或不同電池的制造工序可能會有所變化，但極片碾壓都是必不可少的工序。極片在經過碾壓后達到一定的壓實密度，對鋰離子電池能量密度提升非常重要。我們現有工藝都是采用對輥冷壓技術（如圖1所示），極片11在常溫狀態下經過冷壓機的兩個壓輥10進行碾壓，達到所設計的厚度。這種冷壓技術雖然可以提高極片11的壓實密度，但是由于對輥冷壓時只有兩個壓輥10，在強大的輥間壓力下，壓輥10易發生形變，導致極片11冷壓后出現中間厚兩邊薄的現象，造成壓實密度不一致的問題，最終影響電芯的厚度一致性。而且，冷壓后的極片11在后續工序中極易出現膨脹反彈現象，容易引起電池的變形。

有鑒于此，確有必要提供一種鋰離子電池極片的碾壓方法，以改善極片因碾壓而膨脹反彈的問題，從而改善電池的變形現象。同時，利用該方法，還能保證極片厚度的一致性、極片壓實密度的一致性和電芯厚度的一致性。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，而提供一種鋰離子電池極片的碾壓方法，以改善極片因碾壓而膨脹反彈的問題，從而改善電池的變形現象。同時，利用該方法，還能保證極片厚度的一致性、極片壓實密度的一致性和電芯厚度的一致性，以克服采用現有技術中的碾壓方法碾壓極片后的極片反彈問題，以及采用現有技術中的碾壓方法導致的電芯厚度一致性差等不足。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種鋰離子電池極片的碾壓方法，所述極片包括集流體和設置于所述集流體表面的膜片，包括以下步驟，第一步，將第一壓輥、第二壓輥和第三壓輥分別加熱至25~200℃；第二步，使涂布干燥后的極片依次通過第一壓輥與第二壓輥之間形成的第一輥縫和第二壓輥與第三壓輥之間形成的第二輥縫進行碾壓，其中，第一輥縫的間隙大于第二輥縫的間隙。

也就是說，本發明的極片碾壓是在不同輥縫間隙中分步碾壓并在加熱狀態下連續完成的，分步碾壓可以有效改善膜片因碾壓產生的延伸現象。當然，本發明中的三輥分步連續碾壓也可以在常溫狀態下進行。

作為本發明鋰離子電池極片的碾壓方法的一種改進，所述第一輥縫的間隙為所述集流體的厚度的1.5~25倍。若第一輥縫的間隙太大，對于厚度較薄的極片就不能起到碾壓的作用，而若第一輥縫的間隙太小，又會把厚度較厚的極片一下子壓到太小，超出了極片的厚度需求，從而使得厚度較厚的極片不能使用該輥壓設備。

作為本發明鋰離子電池極片的碾壓方法的一種改進，所述第二輥縫的間隙為所述第一輥縫的間隙的1/3~5/6。即先將極片碾壓到一定的厚度后，再將極片通過間隙較小的第二輥縫，使極片的厚度進一步減小，以達到所需的壓實密度。若第二輥縫的間隙太大，會使得第二輥縫的設置沒有存在的意義，因為第二輥縫已不能對極片進行碾壓了；而若第二輥縫的間隙太小，又會使得經過第二輥縫的極片過壓，不能得到所需的極片厚度。

作為本發明鋰離子電池極片的碾壓方法的一種改進，所述第二輥縫的間隙為所述第一輥縫的間隙的2/5，這是優選的情況。