一种水系锂离子电池极片打孔工装制造技术

本申请公开了一种水系锂离子电池极片打孔工装，所述水系锂离子电池极片打孔工装包括至少一针板，所述针板包括面板、多个打孔针及两个把手；所述面板为矩形平板结构；所述打孔针的直径为0.1～0.3mm，所述打孔针竖直设置在所述面板上，且多个所述打孔针均布，相邻两个所述打孔针之间的距离为2～5mm；所述两个把手对称设置在所述面板的相对的两条侧边上。利用该工装在电极极片过程中给极片打孔，确保电池加电解液后更快的浸润，提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种水系锂离子电池极片打孔工装
本申请涉及一种水系锂离子电池极片打孔工装，属于水系电池制造

技术介绍
近年来随着人们对电池安全性、环保性和成本要求的提高，水溶液电解质开始得到人们的重视。水系电解液锂离子电池的发展最早可以追述到1994年，相比于传统锂电池有机电解液(主要是碳酸酯类电解液)，水系电解液具有无毒无害、不可燃、成本低和对生产环境要求低等优点，同时最重要的一点是水系电解液的离子电导率要比有机电解液高2个数量级，极大改善了锂离子电池的倍率和快充性能，也使得超厚电极的应用称成为了可能；但在实际生产的水系电池中发现，因为其使用的相对传统锂离子电池来说超厚的极片，便得目前在商用的水系锂离子电池推荐最大充放电电流只能达到0.5C-1C，无法达到传统锂离子电池的放电倍率。
技术实现思路
根据本申请提供了一种水系锂离子电池极片打孔工装，利用该工装在电极极片过程中给极片打孔，确保电池加电解液后更快的浸润，提高生产效率。所述水系锂离子电池极片打孔工装包括至少一针板，所述针板包括面板1、多个打孔针2及两个把手3；所述面板1为矩形平板结构；所述打孔针2的直径为0.1～0.3mm，所述打孔针2竖直设置在所述面板1上，且多个所述打孔针2均布，相邻两个打孔针2之间的距离为2～5mm；所述两个把手3对称设置在所述面板1的相对的两条侧边上。通过所述两个把手3按压所述面板2实现施压打孔。可选地，所述打孔针2高度为2.5～4mm，所述打孔针2包括本体21和打孔部22，所述本体21为圆柱结构，所述打孔部22为锥形结构，所述锥形结构的底面直径与所述圆柱结构的直径相同，均为0.1～0.3mm；可选地，所述锥形结构的锥角为30～60°，所述锥形结构的高度为0.1～0.3mm；为了避免打孔时损坏电极材料，方便打孔后脱离，将打孔针设置成底部的圆柱状及顶部的锥状。可选地，所述本体21和打孔部22一体成型；可选地，所述打孔针2为刚性材质，优选不锈钢、铝合金、炭钢材质。可选地，所述面板1的厚度为10～30mm，所述面板1的宽度为100～200mm，所述面板1的长度为150～270mm；可选地，所述面板1为刚性材质，优选不锈钢、铝合金、炭钢材质。可选地，所述面板1四周设有向所述打孔针2高度方向延伸的挡板12，所述打孔针2比所述挡板12高1～3mm。在底部设置档板可保证针板模具的使用寿命，防止使用过程中出现针歪斜，损坏的情况，保护圆柱底部不易受外力影响。可选地，所述挡板12与所述面板1一体成型。可选地，所述把手3为沿所述面板1所在平面向远离所述面板1方向延伸的长条状结构；可选地，所述把手3与所述面板1一体成型。可选地，所述水系锂离子电池极片打孔工装包括两个针面相对所述针板。所述针面是指面板上打孔针所在平面。本申请能产生的有益效果包括：1、通过给水系锂离子电池的电池极片打孔，电池加电解液后更快的浸润，提高生产效率。2、通过该工装打孔，极片内部活性物质与电解液的间距减小，离子转换的路径缩短，提高了水系电池的充放电倍率性能。3、通过该工装打孔，能够保证极片内部电解液浸润更彻底，杜绝生产过程中因电解液浸润不到位导致的产品质量及安全问题。附图说明图1为本申请提供的针板结构立体示意图；图2为本申请提供的针板结构的俯视图；图3为本申请提供的针板结构的局部放大图；图4为为本申请提供的极片结构示意图。具体实施方式下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。本申请中所用开炼机购买自瑞安市金诺橡塑机械有限公司，4寸变频开炼机；本申请中所用捏合机购买自如皋市高普捏合机械制造有限公司NH-2L型号。本申请的实施例中分析方法如下：利用深圳新威电池测试机(型号：CT-4008-5V20mA-164)进行电性能分析。利用赛默飞世尔红外光谱机(型号：Nicoletis50)进行红外光谱测试。实施例I制备聚酰亚胺类材料I以N-甲基吡咯烷酮为溶剂，按照摩尔比1：1.02的比例向所述溶剂中加入1,4,5,8-萘四甲酸酐与无水乙二胺进行反应；反应容器为玻璃烧瓶，在氩气保护下，将反应物在150℃下保持5小时，收集生成物，并在120℃下真空烘干，得到干粉，记为聚酰亚胺类材料I。实施例Ⅱ打孔工装所述打孔工装包括两个针板，如图1和2所示，所述针板包括面板1、多个打孔针2及两个把手3；所述面板1为270*200mm的矩形平板结构，厚度为20mm；如图3所示，所述打孔针2竖直设置在所述面板1上，且多个所述打孔针2均布，相邻两个打孔针2之间的距离为4mm；所述两个把手3对称设置在所述面板1的相对的两条侧边上。打孔针2包括本体21和打孔部22，所述本体21为圆柱结构，所述打孔部22为锥形结构，所述锥形结构的底面直径与所述圆柱结构的直径相同，均为0.2mm，所述锥形结构的锥角为45°，所述锥形结构的高度为0.1～0.2mm；所述把手3为沿所述面板1所在平面向远离所述面板1方向延伸的长条状结构，长度为115mm；面板1四周设有向所述打孔针2高度方向延伸的挡板12，打孔针2比所述挡板12高1.5mm，打孔针2高3mm，所述针板为不锈钢材质。实施例1制备电池负极极片11、按照质量比例为7:2:1的比例称取活性物质、导电剂和粘结剂，先将称取的活性物质与导电剂投料到高混机中在2000转/min转速下混合10分钟得到混合原料Ⅰ，将混合原料Ⅰ加入到捏合机中并加入活性物质重量40％水醇混合溶剂(水和乙醇的质量比为9：1)及称取的粘结剂在60℃、26R/min转速下捏合10min后，加入活性物质重量的0.5％异丙醇，继续捏合30min，得到具有黏弹性的膏状物。2、调整开炼机辊间距为0.8毫米、开炼温度为40℃～60℃，将步骤1得到的具有黏弹性的膏状物投入到开炼机双辊间并进行开炼至得到厚度均匀、颜色一致的薄片(原料片)。3、将开炼机辊间距调整为1.5毫米，将步骤2开炼好的电极材料薄片双面贴合在不锈钢网上，用开炼机将薄片与不锈钢压在一起成型，得到极片坯。4、通过实施例Ⅱ提供的打孔工装打孔，具体包括：将成型后的极片坯放在如图1～3所示的针板上，反面再压上相同的一块针板，经手工下压后保证极片两面的不锈钢针都压到集流体上，活性物质面形成一致的直径0.2mm，间距4mm的小孔。5、将打孔后的所述极片坯90度烘干2小时，用辊间距为1.5毫米的开炼机将极片坯进一步压实并裁剪成极片工艺规格(长*高＝145*170mm，极耳如图4所示)，得到活性物质面密度为180g/cm2、厚度为1.8mm的负极极片1；其中，实施例1中，活性物质由实施例Ⅰ提供，导电剂为导电炭黑(SuperPcarbon)，粘结剂为聚四氟乙烯(PTF本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水系锂离子电池极片打孔工装，其特征在于，所述水系锂离子电池极片打孔工装包括至少一针板，所述针板包括面板、多个打孔针及两个对应的把手；/n所述面板为矩形平板结构；/n所述打孔针的直径为0.1～0.3mm，所述打孔针竖直设置在所述面板上，且多个所述打孔针均布，相邻两个所述打孔针之间的距离为2～5mm；/n所述两个把手对称设置在所述面板的相对的两条侧边上。/n

【技术特征摘要】
1.一种水系锂离子电池极片打孔工装，其特征在于，所述水系锂离子电池极片打孔工装包括至少一针板，所述针板包括面板、多个打孔针及两个对应的把手；
所述面板为矩形平板结构；
所述打孔针的直径为0.1～0.3mm，所述打孔针竖直设置在所述面板上，且多个所述打孔针均布，相邻两个所述打孔针之间的距离为2～5mm；
所述两个把手对称设置在所述面板的相对的两条侧边上。


2.根据权利要求1所述的打孔工装，其特征在于，所述打孔针高度为2.5～4mm；
所述打孔针包括本体和打孔部；
所述本体为圆柱结构，直径为0.1～0.3mm；
所述打孔部为锥形结构，所述锥形结构的底面直径与所述圆柱结构的直径相同。


3.根据权利要求2所述的打孔工装，其特征在于，所述锥形结构的锥角为30～60°，所述锥形结构的高度为0.1～0.3mm。


4.根据权利要求2所述的打孔工装，其特征在于，所述本体和打孔部一体成...

【专利技术属性】
技术研发人员：任江涛，李忆非，王耀国，
申请(专利权)人：宁波锋成先进能源材料研究院，
类型：新型
国别省市：浙江;33