[發明專利]一種用于鋰離子電池極片補鋰的裝置及方法

在審

• 申請號: 201811469433.6
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109346664A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 許盼;於洪將;王汭;游坤;徐周;沙學蓉
• 申請（專利權）人: 東莞塔菲爾新能源科技有限公司;江蘇塔菲爾新能源科技股份有限公司;深圳塔菲爾新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/36
• 分類號: H01M2/36
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種用于鋰離子電池極片補鋰的裝置及方法，所述裝置包括鋰液供應單元、鋰液轉移單元和鋰液涂覆單元；其中，所述鋰液轉移單元包括第一轉動輥，所述鋰液供應單元的鋰液出口設置于所述第一轉動輥的上方；鋰液涂覆單元包括第二轉動輥，所述第二轉動輥上搭載極片，所述第二轉動輥的轉動軸與第一轉動輥的轉動軸位于同一水平線上，且搭載極片的第二轉動輥與第一轉動輥相接觸。本發明所述極片補鋰裝置結構簡單，操作過程穩定可控，補鋰精度高，能夠高效、定量、均勻地給電池極片補鋰，提高組裝成的鋰離子電池的能量密度和循環壽命；本發明補鋰過程均可以機器完成，安全性好，有利于工業化生產。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，涉及一種用于鋰離子電池極片補鋰的裝置及方法。

背景技術

鋰離子電池因具有工作電壓高、能量密度大、循環壽命長、安全性能好等諸多優點，成為應用最廣泛的二次電池之一，目前已經占領便攜式電子產品電源市場，并逐漸被電動汽車等大型移動設備選為動力電池。隨著新能源汽車的發展，現有市場對電動汽車的續航里程及使用壽命要求越來越高，而這些性能主要是由鋰離子電池決定的，因此，人們對鋰離子電池的能量密度也提出了更高的要求。

在現有的化學體系的基礎上，通過減少非活性物質的質量而提高能量密度的辦法已經到達了當前制造工藝的瓶頸，但是，通過電池極片補鋰的方法可以進一步提高鋰離子電池的能量密度，提高其首次充放電效率。通過鋰金屬來補鋰不會引入其他雜質，可作為優選地鋰源。目前，常用的補鋰方法是鋰帶貼合或鋰粉撒在極片表面。鋰帶貼合的方法所需設備一般較為復雜，而且鋰的機械性能較差，連續鋰帶的制備較為困難，造成成本較高。CN203282824 U公開了一種向鋰離子電池負極片雙面連續補充鋰粉的裝置，包括依次設置的放卷機構、第一補鋰系統、保護膜系統、第一輥壓系統、張力調節翻轉機構、第二補鋰系統、第二輥壓系統和收卷機構，使鋰粉能夠均勻的分散在負極片上下表面，但該裝置的結構較為復雜，同時仍存在鋰粉補充方法的安全隱患：鋰粉活潑性強，在空氣中極易被氧化或者與空氣中的水分反應而造成失效或者起火；鋰粉重量輕，易漂浮，易被吸入而造成傷害。

基于上述方法的存在的不足，目前也有采用熔融鋰來給極片補鋰的方法，可以有效避免鋰帶或鋰粉補充存在的一些問題，而且鋰的熔點較低，使得該方法相對較易實施。CN108598372 A公開了一種極片補鋰系統及方法，所述系統包括極片放卷裝置、極片收卷裝置、鋰液供應裝置、鋰液冷卻裝置和鋰液轉移裝置，鋰液轉移裝置包括兩個相對設置的轉移輥，兩個轉移輥輥壓配合且能夠將涂覆在轉移輥上的鋰液轉移至所述極片上，采用該系統能夠簡化補鋰的過程，但涂覆里層的厚度不易調節，容易造成極片表面不均勻。

綜上所述，目前急需一種操作簡單、穩定可控、安全性好的極片補鋰方法，同時能夠有效調節補充鋰層的厚度，提高補鋰的精度。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種用于鋰離子電池極片補鋰的裝置及方法，本發明中金屬鋰以熔融鋰液的形式涂覆后，快速、定量轉移到極片上，實現電池極片的補鋰，大幅度提高電池的能量密度和循環壽命；同時，該操作過程簡單、穩定可控，機械化程度高。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供了一種用于鋰離子電池極片補鋰的裝置，所述裝置包括鋰液供應單元、鋰液轉移單元和鋰液涂覆單元；

其中，所述鋰液轉移單元包括第一轉動輥，所述鋰液供應單元的鋰液出口設置于所述第一轉動輥的上方；鋰液涂覆單元包括第二轉動輥，所述第二轉動輥上搭載極片，所述第二轉動輥的轉動軸與第一轉動輥的轉動軸位于同一水平線上，且搭載極片的第二轉動輥與第一轉動輥相接觸。