[發(fā)明專利]鋰離子電池極片補(bǔ)鋰裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310461257.2
• 申請(qǐng)日: 2013-10-08
• 公開（公告）號(hào): CN103545486B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹福彪;游從輝;徐延杰;方宏新;張柏清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/139
• 分類號(hào): H01M4/139;H01M4/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 曹玉平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于極片處理裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池極片補(bǔ)鋰裝置。

背景技術(shù)

自日本索尼公司對(duì)鋰離子電池材料實(shí)現(xiàn)商品化以來，鋰離子電池因其質(zhì)量輕、電壓高、體積小、無記憶效應(yīng)、比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn)，而迅速在便攜式移動(dòng)電源、移動(dòng)電話、便攜式電腦、照相機(jī)和攝像機(jī)等便攜式電子產(chǎn)品領(lǐng)域推廣應(yīng)用，并在能源領(lǐng)域占據(jù)重要位置。

隨著鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，各種產(chǎn)品對(duì)鋰離子電池的性能要求越來越高。如微型化便攜式電子產(chǎn)品要求鋰離子電池具有較長(zhǎng)的使用時(shí)間，因此就對(duì)鋰離子電池的能量密度提出了越來越高的要求。對(duì)于現(xiàn)有的負(fù)極材料而言，在首次充電過程中不僅會(huì)因形成固體電解質(zhì)膜（SEI膜）而消耗一部分來自正極材料中的鋰離子，而且還因一部分鋰離子在負(fù)極材料中的不可逆脫出，使得鋰離子電池的首次庫倫效率不能達(dá)到100%，例如石墨材料的首次庫倫效率在90%左右，其它的負(fù)極材料如硅負(fù)極材料，雖然比容量較高，但其首次庫倫效率僅在65-85%之間。因此如果能額外補(bǔ)充在負(fù)極材料中損耗的正極材料中的鋰離子，就能夠大幅度提高鋰離子電池的能量密度。

額外補(bǔ)鋰的一種方法是在制備電芯前提前將一部分金屬鋰加入到極片中去，例如申請(qǐng)?zhí)枮?01210237240的中國(guó)專利申請(qǐng)將價(jià)格昂貴的金屬鋰粉通過加電壓及震動(dòng)來使金屬鋰粉附于極片上，然后通過冷壓制得補(bǔ)鋰的極片。該申請(qǐng)中將金屬鋰粉附于極片上的補(bǔ)鋰過程需要高精度的設(shè)備，而且，該方法主要是通過靜電震動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，比較難保證均勻性，補(bǔ)鋰量監(jiān)測(cè)困難，同時(shí)該方法對(duì)于環(huán)境的要求極高，需要將飛散的金屬鋰粉置于特殊設(shè)備中進(jìn)行處理，而且效率較低。

因在目前的技術(shù)條件下較難制得連續(xù)的薄的金屬鋰帶，同時(shí)因?yàn)榻饘黉嚨臋C(jī)械性能較差也很難實(shí)現(xiàn)將薄的金屬鋰附于極片上，如果采用真空蒸鍍的方法將金屬鋰附于極片上，則該機(jī)構(gòu)設(shè)備生產(chǎn)效率很低比較難滿足大量生產(chǎn)的要求，同時(shí)蒸鍍的方法要求很高的控制精度而且對(duì)金屬鋰的浪費(fèi)比較嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種鋰離子電池極片補(bǔ)鋰裝置，該裝置能夠快速、高效、均勻、定量的給鋰離子電池的極片附上金屬鋰。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：鋰離子電池極片補(bǔ)鋰裝置，包括極片放卷裝置、極片收卷裝置、金屬鋰?yán)鋲貉b置和金屬鋰供應(yīng)裝置，所述金屬鋰供應(yīng)裝置設(shè)置于所述極片放卷裝置和極片收卷裝置之間，所述金屬鋰?yán)鋲貉b置設(shè)置于所述金屬鋰供應(yīng)裝置和所述極片收卷裝置之間，所述金屬鋰供應(yīng)裝置設(shè)置為擠壓式金屬鋰供應(yīng)裝置。

所述擠壓式金屬鋰供應(yīng)裝置包括增壓機(jī)構(gòu)、壓力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、金屬鋰絲擠壓頭和金屬鋰絲擠壓殼，所述金屬鋰絲擠壓頭設(shè)置于所述金屬鋰絲擠壓殼內(nèi)，并且所述金屬鋰絲擠壓頭通過所述壓力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述增壓機(jī)構(gòu)連接，所述金屬鋰絲擠壓殼的底部設(shè)置有擠出嘴。

所述擠壓式金屬鋰供應(yīng)裝置還包括金屬鋰?yán)鋮s機(jī)構(gòu)，所述金屬鋰絲擠壓殼設(shè)置于所述金屬鋰?yán)鋮s機(jī)構(gòu)內(nèi)。

所述金屬鋰?yán)鋮s機(jī)構(gòu)為氣冷式金屬鋰?yán)鋮s機(jī)構(gòu)或液冷式金屬鋰?yán)鋮s機(jī)構(gòu)。

所述金屬鋰絲擠壓頭通過所述壓力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述增壓機(jī)構(gòu)密封連接。

所述增壓機(jī)構(gòu)設(shè)置為氣動(dòng)式增壓機(jī)構(gòu)、液壓式增壓機(jī)構(gòu)或電動(dòng)式增壓機(jī)構(gòu)。

所述極片放卷裝置包括依次設(shè)置的放料輥、放卷張力調(diào)節(jié)輥、定位輥和第一傳動(dòng)輥，所述擠出嘴與所述第一傳動(dòng)輥對(duì)應(yīng)設(shè)置。

所述極片收卷裝置包括保護(hù)擋板、固定架、糾偏探測(cè)器、第二傳動(dòng)輥、收卷張力調(diào)節(jié)輥和收卷輥，所述糾偏探測(cè)器設(shè)置于所述固定架，所述保護(hù)擋板設(shè)置于所述固定架的頂部，所述第二傳動(dòng)輥設(shè)置于所述固定架的底部，所述收卷張力調(diào)節(jié)輥位于所述第二傳動(dòng)輥和所述收卷輥之間。

所述金屬鋰?yán)鋲貉b置包括冷壓主動(dòng)輥及與所述冷壓主動(dòng)輥并排設(shè)置的冷壓從動(dòng)輥，所述冷壓主動(dòng)輥與所述冷壓從動(dòng)輥之間設(shè)置有間隙。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）本發(fā)明將電芯所需金屬鋰的制備與補(bǔ)鋰過程合二為一，其中補(bǔ)鋰過程將金屬鋰絲擠壓于干燥處理的極片上，經(jīng)過冷壓后實(shí)現(xiàn)鋰離子電池極片補(bǔ)鋰過程。該補(bǔ)鋰裝置可以在低濕度的常溫環(huán)境中完成補(bǔ)鋰，大大降低了補(bǔ)鋰過程對(duì)于環(huán)境的要求。2）本發(fā)明可以根據(jù)工藝的要求調(diào)換擠壓頭，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)鋰量可控，如果采用雙擠壓頭還可實(shí)現(xiàn)雙面補(bǔ)鋰同時(shí)進(jìn)行；而且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。3）本發(fā)明所使用的鋰為金屬鋰錠，成本低廉；只需將該鋰錠常溫下就可以擠出，工藝非常簡(jiǎn)單；因此極易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。