[發明專利]用于鋰離子電池制造以減少電池污染的系統和方法

有效

• 申請號: 201711317716.4
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108206263B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: S·H·曾;吁志強;港德文;劉海晶
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 林偉峰

一種用于形成鋰離子電池組電池的電極的系統包括電極材料、材料供應機構、潤濕機構、碎片產生工具以及調節器。材料供應機構被配置為輸送電極材料。潤濕機構被配置為從材料供應機構接收電極材料并且將溶液施加至電極材料以制造濕前體。碎片產生工具被配置為從濕前體中除去電極材料的一部分以形成前電極。調節器被配置為消除前電極中的溶液并且從而形成電極。

引言

本公開涉及一種用于形成鋰離子電池組電池的電極的方法和系統。

鋰離子電池組可用作在從車輛至諸如膝上型計算機、蜂窩電話等便攜式電子器件的范圍中的許多應用中的電源。一種這樣的應用(電動車輛(“EV”))需要具有高能量密度和大功率能力的高效且低成本的能量存儲系統。此類EV可包括例如混合動力電動車輛(HEV)、電池組電動車輛(BEV)、插電式HEV和增程型電動車輛(EREV)。由鋰離子電池組供電的EV通常具有基于測試和設計數據的預期行駛里程。

在制造鋰離子電池組期間，可能會產生碎片。碎片可為毛刺或顆粒物質的形式，諸如金屬粒子、制造過程期間使用的材料中的粒子以及其它污染物。

發明內容

希望減少鋰離子電池的污染。根據本公開的方面，通過在鋰離子電池制造期間管理碎片來減少鋰離子電池的污染。

根據本公開的方面，一種形成用于鋰離子電池組電池的電極的方法，該方法包括利用溶液潤濕電極材料以形成濕前體、用碎片產生工具從濕前體中除去電極材料的一部分濕前體以形成前電極，以及消除前電極中的溶液從而形成電極。

根據本公開的進一步方面，消除溶液進一步包括主動地消除前電極中的溶液。

根據本公開的進一步方面，主動消除溶液包括以下至少一項：經由真空機構減少被施加在前電極上的空氣壓力以蒸發或汽化溶液；經由加熱機構提高前電極的溫度以蒸發或汽化溶液；或經由氣流機構引導氣流通過前電極以蒸發或汽化溶液。

根據本公開的進一步方面，溶液是水，且主動地消除溶液包括將有機溶劑施加至前電極。

根據本公開的進一步方面，有機溶劑以氣相施加至前電極。

根據本公開的進一步方面，在潤濕電極的同時除去該部分。

根據本公開的進一步方面，潤濕包括將電極材料浸入溶液池中。

根據本公開的進一步方面，除去該部分包括用沖壓工具沖壓濕前體。

根據本公開的進一步方面，除去該部分包括用切割工具切割濕前體。

根據本公開的多個方面，一種用于形成鋰離子電池組電池的電極的系統，該系統包括電極材料、材料供應機構、潤濕機構、碎片產生工具以及調節器。材料供應機構被配置為輸送電極材料。潤濕機構被配置為從材料供應機構接收電極材料并且將溶液施加至電極材料以產生濕前體。碎片產生工具被配置為從濕前體中除去電極材料的一部分以形成前電極。調節器被配置為消除前電極中的溶液并且從而形成電極。

根據本公開的進一步方面，調節器是真空機構，并且被配置為減小被施加在前電極上的空氣壓力，從而蒸發或汽化溶液。

根據本公開的進一步方面，調節器是加熱機構并且被配置為提高溶液的溫度。

根據本公開的進一步方面，調節器是氣流機構，并且被配置為引導氣流通過前電極以蒸發或汽化溶液。

根據本公開的進一步方面，該系統進一步包括電極輸出，其被配置為從碎片產生工具接收電極。

根據本公開的進一步方面，該溶液是有機溶劑。

根據本公開的進一步方面，有機溶劑是含水的。

根據本公開的進一步方面，有機溶劑是氣態的。