制造双极性电池的双极板的方法和流水线系统技术方案

本申请涉及一种制造双极性电池的双极板的方法和流水线系统。该方法包括如下步骤：(1)预制带状金属板栅，其包括多个区段，每个区段包括分别用于形成正极板和负极板的第一部分和第二部分；(2)对带状金属板栅的每个区段进行注塑，以在每个区段的第一部分、第二部分的边界处形成密封台；(3)在每个区段内的第一部分和第二部分上分别包裹或涂覆正极活性物和负极活性物，以分别构成正极板和负极板；以及(4)从带状金属板栅上切下每个区段，从而每个分切出的区段构成一个独立的双极板。该方法不仅工艺简单、效率高、成本低、适合于大规模生产，而且按照该方法所制造出的双极板适于构成大容量电池。大容量电池。大容量电池。

【技术实现步骤摘要】
制造双极性电池的双极板的方法和流水线系统


[0001]本申请涉及一种制造电池中的极板的方法和流水线系统，尤其涉及一种制造双极性电池的双极板的方法和流水线系统。

技术介绍

[0002]当今社会，电池已广泛地应用于各个领域，小到电子手表，大到电动汽车，都需要采用电池供电。尽管各种类型的电池大小差别很大，但内部结构非常相似。通常，电池包括壳体、设置于壳体内部的电极板(也称极片)、电解液、以及位于壳体外部的极耳、极耳胶等。根据极板在电池内部的布置方式的不同，可以将电池分为卷绕型电池和堆叠型电池两类，前者是极片以卷绕方式设置于电池壳体内部，而后者是极片以层叠/堆叠方式设置于电池壳体内部。
[0003]在堆叠型电池中，通常包括多个电池单体(也称电池单元)，每个电池单体内包括正极板、负极板及位于二者之间的隔膜。单格(即电池单体)内同极性极板并联，电池容量由极板的大小、并联数量等决定；相邻的电池单体之间正、负极串联，电池的总电压由串联的电池单体的数量决定。极板是由集流体和位于其上活性物构成的。例如，正极板是通过在集流体上涂敷正极活性物而形成的，负极板是通过在集流体上涂敷负极活性物而形成的。
[0004]对于堆叠型电池而言，根据电池的正、负极板是否共享集流体，可以将其分为单极性电池和双极性电池。在单极性电池中，正、负极板的集流体是分开的，也就是说，正、负极板的集流体是两个分离的部件。单极性电池中的一个电池单体的正、负极板与另一个电池单体的正、负极板是彼此隔离的，必须通过额外的焊接实现串联，工艺较复杂，可靠性差。而在双极性电池中，其正、负极板共享同一集流体，而共享同一集流体的正、负极板又分别位于不同的电池单体内。因此，其借助集流体来实现不同电池单体之间的串联，而不需要额外的焊接。与单极性电池相比，双极性电池实现串联更方便可靠。
[0005]然而，现有技术中，制造双极性电池时通常采用金属板状体作为集流体，在这种金属板集流体的正反两个面分别涂敷正、负极活性物，从而分别构成正极板及负极板(其整体为双极板)。该双极板的正、负极被集流体隔开、位于两个相邻的电池单体内，集流体起到串联两个相邻电池单体的作用。按照这种方法制造出的双极性电池由于其结构上的限制(每一单体电池只能有一个正极板和一个负极板)，不适宜做成大容量电池。另外，该方法制造工艺也较为复杂，效率较低，不适合于进行大规模生产。

技术实现思路

[0006]本申请所要解决的技术问题之一是克服上述现有技术中的不足之一，提供一种制造双极性电池的双极板的方法，该方法不仅工艺简单、效率高、成本低、适合于大规模生产，而且按照该方法所制造出的双极板适于构成大容量电池。
[0007]本申请所要解决的另一技术问题是提供一种制造双极性电池的双极板的流水线系统，利用于该系统可方便地制造双极性电池的双极板，并且效率高、成本低、适合于大规
模生产。
[0008]专利技术构思
[0009]下面具体说明本申请所采用的技术方案。在具体说明这些技术方案之前，先简要阐述一下本申请的专利技术构思：
[0010]简言之，本申请是以通过冲网形成的带状金属板栅为基材，并通过注塑(即，形成构成正、负极的边界的密封台)、涂板(即涂覆正、负极活性物)、分切(即分离出独立的双极板)等后续工艺形成双极性电池的双极板。其中，带状金属板栅可以通过现有成熟设备生产。例如，通过对连铸连轧得到的铅带进行冲切加工(即，在铅带上形成多个按规律分布的孔)，从而获得连续的带状金属(铅)板栅。这种板栅的制造方式效率很高，甚至可以达到以浇铸方式形成板栅的十倍、以织网方式形成板栅的三十倍。并且，经过多道轧制的铅带，合金组织致密，晶粒细小，耐腐蚀强。
[0011]在本专利技术的一种实施方案中，对带状金属板栅的多个区段连续地依次进行注塑和涂板，然后再按区段进行分切，从而从带状金属板栅制备出一个接一个的双极板(即，每一个区段被分切形成一个双极板)。在这种实施方案中，可根据需要及具体环境设置一台或多台(例如，两台、三台......N台)注塑机。通常，注塑机的数量越多，则效率越高。但还要考虑具体的步骤及工艺流程的搭配。而涂板机一般采用一台即可，因为涂板机能够沿带状金属板栅的整个长度进行连续涂板。例如，涂板机可为双膏斗涂板机，从而在带状金属板栅的不同区域分别涂覆或包裹正极活性物和负极活性物。分切机一般也只需要一台，其可包含多把分切刀，从而可高效率地进行分切。本申请中特别公开了包括两台和三台注塑机的实施例。
[0012]在本专利技术的另一种实施方案，先对带状金属板栅按区段进行分切，之后再对分切出的每一区段进行注塑和涂板，从而使得每一区段形成一个双极板。
[0013]需要说明的是，本申请的重点在于提供这种制造方法的构思，至于具体的注塑模具结构，可由本领域技术人员根据实际需要进行设计，因此本申请中不详述。
[0014]一、制造双极性电池的的双极板的方法
[0015]按照本申请提供的一种制造双极性电池的双极板的方法，包括如下步骤：
[0016](1)预制带状金属板栅，其包括多个区段，每个所述区段包括分别用于形成正极板和负极板的第一部分和第二部分；
[0017](2)对所述带状金属板栅的每个所述区段进行注塑，以在每个所述区段的所述第一部分、所述第二部分的边界处形成密封台；
[0018](3)在每个所述区段内的所述第一部分和所述第二部分上分别包裹或涂覆正极活性物和负极活性物，以分别构成正极板和负极板；以及
[0019](4)从所述带状金属板栅上切下每个所述区段，从而每个分切出的所述区段构成一个独立的双极板。
[0020]在上述方法中，步骤(1)中所预制的带状金属板栅的长度可以为最终双极板长度的几倍、几十倍、几百倍甚至几千倍，具体的长度可由本领域技术人员具体的需要来确定。这样带状金属板栅的长度使得能够实现连续注塑、涂板和分切，如步骤(2)至(4)所述。不言而喻，这种连续注塑、涂板和分切能大大提高注塑作业的效率。
[0021]在步骤(4)中，将这些依次相连的多个双极板通过切断而分离为多个单独的双极
板。具体的分切工具及分切方式可采用现有技术(例如，采用可用于分切金属的分切机等)。在步骤(3)中，可采用现有技术中的方法在金属板栅上包裹或涂敷负极活性物和正极活性物，此处不赘述。
[0022]作为本申请的一种实施例，其中所述步骤(2)
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(4)在流水线系统完成，所述流水线系统包括注塑机、涂板机和分切机，以分别用于完成所述步骤(2)
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(4)；所述步骤(2)
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(4)包括以步进方式移动所述带状金属板栅，使其每一所述区段依次位于所述注塑机、涂板机和分切机的位置，从而分别完成所述步骤(2)
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(4)。
[0023]作为本申请的一种实施例，其中随着所述带状金属板栅的移动，对不同的所述区段的所述步骤(2)
‑
(4)中的两者或三者能够同时进行。
[0024]作为本申请的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造双极性电池的双极板的方法，包括如下步骤：(1)预制带状金属板栅，其包括多个区段，每个所述区段包括分别用于形成正极板和负极板的第一部分和第二部分；(2)对所述带状金属板栅的每个所述区段进行注塑，以在每个所述区段的所述第一部分、所述第二部分的边界处形成密封台；(3)在每个所述区段内的所述第一部分和所述第二部分上分别包裹或涂覆正极活性物和负极活性物，以分别构成正极板和负极板；以及(4)从所述带状金属板栅上切下每个所述区段，从而每个分切出的所述区段构成一个独立的双极板。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(2)
‑
(4)在流水线系统完成，所述流水线系统包括注塑机、涂板机和分切机，以分别用于完成所述步骤(2)
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(4)；所述步骤(2)
‑
(4)包括以步进方式移动所述带状金属板栅，使其每一所述区段依次位于所述注塑机、涂板机和分切机的位置，从而分别完成所述步骤(2)
‑
(4)。3.根据权利要求2所述的方法，其中，随着所述带状金属板栅的移动，对不同的所述区段的所述步骤(2)
‑
(4)中的两者或三者能够同时进行。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述流水线系统包括依次布置的注塑机、涂板机和分切机，且其中：在第一个所述区段经历所述步骤(2)之后，将所述带状金属板栅移动一个或多个步长，使第一个所述区段位于所述涂板机的位置，以对其进行所述步骤(3)；同时使第二个和/或第M个所述区段位于所述注塑机的位置，以对其进行所述步骤(2)，其中M为大于2的整数；在第一个所述区段经历所述步骤(3)且第二个所述区段经历所述步骤(2)之后，再将所述带状金属板栅移动一个或多个步长，使第一个所述区段位于所述分切机的位置，以对其进行所述步骤(4)；同时使第三个和/或第N个所述区段位于所述注塑机的位置，以对其进行步骤(2)，其中所述N为大于3的整数。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述流水线系统包括依次布置的第一注塑机、第二注塑机、涂板机和分切机，所述涂板机包括正极膏斗和负极膏斗，所述步骤(2)包括同时利用第一注塑机、第二注塑机对所述带状金属板栅的两个所述区段分别进行注塑，所述步骤(3)包括同时利用所述正极膏斗和所述负极膏斗对一个或多个所述区段分别进行涂板。6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述流水线系统包括依次布置的第一注塑机、第二注塑机、第三注塑机、涂板机和分切机，所述涂板机包括正极膏斗和负极膏斗，所述步骤(2)包括同时利用所述第一注塑机、所述第二注塑机、所述第三注塑机对所述带状金属板栅的三个所述区段分别进行注塑，所述步骤(3)包括同时利用所述正极膏斗和所述负极膏斗分别对一个或多个所述区段进行涂板。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述正极膏斗和所述负极膏斗沿所述流水线系统的行进方向间隔开且彼此独立，从而在同一时间分别对不同的所述区段的不同部分进行涂板。8.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述正极膏斗和负极膏斗形成为一体式结构，二者之间由沿所述流水线系统的行进方向延伸的隔离板隔开，从而在同一时间分别对相同的所述区段的不同部分进行涂板。
9.根据权利要求1
‑
6中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)包括在每个所述区段的第一部分和第二部分的外边缘处形成第一、第二密封台，并所述第一部分和第二部分的内边缘形成第三密封台，所述第一、第二、第三密封台均沿所述带状金属板栅的延伸方向延伸。10.一种制造双极性电池的双极板的方法，包括如下步骤：(1)预制带状金属板栅，其包括多个区段，每一所述区段包括分别用于形成正极板和负极板的第一部分和第二部分；(2)对所述带状金属板栅按区段进行分切，从而形成多个独立的集流体；(3)对每一所述集流体进行注塑，以在每个所述区段的所述第一部分、所述第二部分的边界处形成密封台；以及(3)在每一所述集流体的所述第一部分和所述第二部分上分别涂覆正极活性物和负极活性物，以分别构成正极板和负极板。11.一种制造双极性电池的双极板的方法，包括如下步骤：(1)预制带状金属板栅，其包括多个区段，每一所述区段包括分别用于形成正极板和负极板的第一部分和第二部分；(2)对每一所述区段进行注塑，以在每个所述区段的所述第一部分、所述第二部分的边界处形成密封台；(3)对所述带状金属板栅按区段进行分切，从而形成多个独立的集流体；以及(4)在每一所述集流体的所述第一部分和所述第二部分上分别涂覆正极活性物和负极活性物，以分别构成正极板和负极板。12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述步骤(3)包括在每个所述区段的第一部分和第二部分的外边缘处形成第一、第二密封台，并所述第一部分和第二部分的内边缘形成第三密封台，所述第一、第二、第三密封台均沿所述带状金属板栅的延伸方向延伸。13.一种制造双极性电池的双极板的方法，包括：(1)预制带状金属板栅，其包括多个区段，每一所述区段包括分别用于形成正极板和负极板的第一部分和第二部分；(2)对所述带状金属板栅进行连续涂胶，以在其上沿所述第一部分、所述第二部分的边界处连续地形成凸起的胶墙，以构成密封台；(3)在所述带状金属板栅的每个区段内的所述第一部分和所述第二部分上分别涂覆正极活性物和负极活性物，以构成正极板和负极板；以及(4)从所述带状金属板栅上切下每个所述区段，从而每个分切出的所述区段构成一个独立的双极板。14....

【专利技术属性】
技术研发人员：许新荣，章晖，姜文赟，王新征，张正东，
申请(专利权)人：易德维能源科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：