本发明专利技术涉及电池制造技术领域，具体涉及一种极片内应力去除装置及去除方法。本申请旨在解决现有通过烘烤工艺去除极片内应力效果不佳，通过展平机构应对极片起皱只能解决极耳区域的问题。为此目的，本申请的极片内应力去除装置设有对极片的加热结构，加热机构包括箱体及加热部件，加热部件由电磁感应线圈制成，从而达到对进入箱体的极片中金属材料部分的加热，在加热过程中由于极片中的金属材料出现再结晶，从而达到去除整个极片的内应力的效果，进而减少了产生褶皱、塌边、波浪边、蛇形弯等变形及鼓包、断带等不可逆损伤的概率，保证了极片的生产品质和生产效率。片的生产品质和生产效率。片的生产品质和生产效率。
【技术实现步骤摘要】
极片内应力去除装置及去除方法
[0001]本专利技术涉及电池制造
，具体涉及一种极片内应力去除装置及去除方法。
技术介绍
[0002]锂离子动力电池的生产过程中，首先将活性物质涂布在集流体上制成极片，并经历辊压、分切、叠片/卷绕、化成、分容等工序，最终制成动力电池的电芯。然而，极片由于在整个制造工序中受到压延、拉伸、膨胀等物理作用，积累内应力，产生褶皱、塌边、波浪边、蛇形弯等缺陷，或发生鼓包、断带等不可逆损伤，导致报废，因此，需要通过合理的方式及时去除内应力，保证产品的品质和生产效率。
[0003]上述锂离子动力电池生产过程中，在涂布或辊压后还会对极片进行烘烤，烘烤的首要目的在于去除极片中的水分，水分主要在活性材料涂层中存在，而箔材为金属材料，不存在除水的问题，主要问题是去除残余应力，但是除水的温度通常在110℃
‑
150℃，而正极集流体和负极集流体均为金属箔，金属箔的软化温度均高于此温度区间，因此通过烘烤工艺达到极片去除应力的效果普遍不佳。
[0004]目前应对起皱等缺陷的手段主要通过专门的展平机构实现，但其仅对极耳区明显变形的部分起作用，而极片在辊压后应力普遍存在于涂布区和极耳中，只对极耳区展平不能从根本上去除应力，而且应力的积累导致的极片失效是一个缓慢的过程，在后续的叠片、卷绕以及化成阶段容易造成断带、翘曲及其他变形失效。
[0005]相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。
技术实现思路
[0006]为了解决现有技术中的上述至少一个问题，即为了解决现有通过烘烤工艺去除极片内应力效果不佳，通过展平机构应对极片起皱只能解决极耳区域的问题，本申请提供了一种极片内应力去除装置，该极片内应力去除装置包括：放卷机构，所述放卷机构用于放出极片膜卷并被设置成能够控制极片膜卷的放卷速度；收卷机构，所述收卷机构用于回收极片膜卷；张力控制机构，所述张力控制机构用于调整被放出的极片的张力；加热机构，所述加热机构包括箱体和加热部件，所述箱体上开设有极片进口和极片出口，所述加热部件设置于所述箱体内，所述加热部件用于对进入所述箱体的极片加热。
[0007]采用上述技术方案的情况下，由放卷机构放出极片膜卷，并对其速度进行控制，由收卷机构回收极片膜卷。极片在生产过程中通过张力控制机构，为极片提供稳定的张力，还通过加热机构对整个极片进行加热。通过对温度、张力和速度联合控制，使得极片在加热过程中极片中的金属材料发生再结晶现象，变形金属再结晶后加工硬化现象被消除，因此达到去除整体的内应力的效果，进而使得极片在后续叠片、卷绕、锻造等工序时，减少了产生褶皱、塌边、波浪边、蛇形弯等变形及鼓包、断带等不可逆损伤的概率，保证了极片的生产品质以及生产效率。
[0008]在上述极片内应力去除装置的优选技术方案中，所述极片进口与所述极片出口之
间沿极片输送方向依次形成有第一区域、第二区域和第三区域，所述加热部件包括第一加热件、第二加热件和第三加热件，所述第一加热件、所述第二加热件和所述第三加热件分别设置于所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域。
[0009]采用上述技术方案的情况下，极片在通过箱体的不同区域时，所处环境温度不同，在极片运输的过程中实现了对极片整体的预热、保温、降温，实现了对极片整体的内应力去除的效果，也保证了极片生产过程的连续。
[0010]在上述极片内应力去除装置的优选技术方案中，所述第一加热件、所述第二加热件和所述第三加热件均为电磁感应线圈，所述电磁感应线圈设置在所述极片的传输路径上，以使得所述极片能够穿过所述电磁感应线圈。
[0011]采用上述技术方案的情况下，由于内应力在极片的集流体箔材中产生，由电磁感应线圈来进行感应加热可实现仅对金属材料的加热，从而快速去除极片中的内应力，同时避免了能量的浪费。
[0012]在上述极片内应力去除装置的优选技术方案中，所述加热机构还包括第一隔热板和第二隔热板，所述第一隔热板设置于所述第一区域与所述第二区域之间，所述第二隔热板设置于所述第二区域与所述第三区域之间。
[0013]采用上述技术方案的情况下，隔热板保证了加热机构箱体内部不同区域的温度的稳定性，在预热、保温、降温过程中，既保证了极片在不同温度下的处理时间，又保证了极片在生产过程中的连续性，有利于提高极片整体内应力的去除情况。
[0014]在上述极片内应力去除装置的优选技术方案中，所述加热机构还包括多个测温元件，多个所述测温元件分别用于检测所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域的温度。
[0015]采用上述技术方案的情况下，在极片生产运行过程中，实现了对极片所处环境温度进行实时监控，进而保证极片在不同加热区域内达到所需的处理时间。
[0016]在上述极片内应力去除装置的优选技术方案中，所述加热机构还包括充气管路和排气管路，所述充气管路一端与所述箱体连通，另一端与保护气体源连通，用于将保护气体引入所述箱体内，所述排气管路一端与所述箱体连通，另一端与外部环境连通，用于将箱体内的气体引出至外部环境。
[0017]采用上述技术方案的情况下，对于极片的加热可在惰性气体的保护下进行，从而防止极片加热过程中造成的氧化。
[0018]在上述极片内应力去除装置的优选技术方案中，所述张力控制机构设置有两个，其中一个所述张力控制机构设置于所述放卷机构与所述加热机构之间，另一个所述张力控制机构设置于所述加热机构与所述收卷机构之间。
[0019]采用上述技术方案的情况下，可以通过张力控制机构来张紧极片并保证极片的张力保持恒定，而且通过两个张力控制机构间的配合，更利于使得极片达到预设的厚度。
[0020]在上述极片内应力去除装置的优选技术方案中，还包括纠偏机构，所述纠偏机构设置于所述加热机构的上游。
[0021]采用上述技术方案的情况下，通过纠偏机构保证极片的左右对齐，保证极片的位置不发生偏移，通过更改极片在进口和出口的跨度来实现极片的侧边修正。
[0022]本申请还提供一种基于上述任一项极片内应力去除装置的极片内应力去除方法，所述去除方法包括：控制所述放卷机构以预设速度运行；控制张力控制机构调整所述极片
的张力至预设张力或预设张力范围内；控制所述加热机构将进入所述箱体内的极片加热至第一预设温度，然后将排出所述箱体前的极片降温至第二预设温度；其中，所述预设速度、所述预设张力、所述第一预设温度和所述第二预设温度是预先确定的。
[0023]采用上述技术方案的情况下，在极片生产过程中，极片以预设速度通过各个机构，并完成极片的张拉以及加热。在极片的加热过程中，极片依次通过加热机构内部的三个区域，其间内部预设温度不同，实现了对极片的预热、加热保温及降温保温。由于采用感应加热，可仅对极片内部的金属箔材进行加热，并且通过对温度、张力和速度联合控制，从而快速使极片内部金属材料再结晶而消除极片内应力，进而使得极片在后续叠片、卷绕、锻造等工序时，减少了产生褶皱、塌边、波浪边、蛇形弯等变形及鼓包、断带等不可逆损本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种极片内应力去除装置，其特征在于，包括：放卷机构，所述放卷机构用于放出极片膜卷并被设置成能够控制极片膜卷的放卷速度；收卷机构，所述收卷机构用于回收极片膜卷；张力控制机构，所述张力控制机构用于调整被放出的极片的张力；加热机构，所述加热机构包括箱体和加热部件，所述箱体上开设有极片进口和极片出口，所述加热部件设置于所述箱体内，所述加热部件用于对进入所述箱体的极片加热。2.根据权利要求1所述的极片内应力去除装置，其特征在于，所述极片进口与所述极片出口之间沿极片输送方向依次形成有第一区域、第二区域和第三区域，所述加热部件包括第一加热件、第二加热件和第三加热件，所述第一加热件、所述第二加热件和所述第三加热件分别设置于所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域。3.根据权利要求2所述的极片内应力去除装置，其特征在于，所述第一加热件、所述第二加热件和所述第三加热件均为电磁感应线圈，所述电磁感应线圈设置在所述极片的传输路径上，以使得所述极片能够穿过所述电磁感应线圈。4.根据权利要求2所述的极片内应力去除装置，其特征在于，所述加热机构还包括第一隔热板和第二隔热板，所述第一隔热板设置于所述第一区域与所述第二区域之间，所述第二隔热板设置于所述第二区域与所述第三区域之间。5.根据权利要求2所述的极片内应力去除装置，其特征在于，所述加热机构还包括多个测温元件，多个所述测温元件分别用于检测所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域的温度。6.根据权利要求1所述的极片内应力去除装置，其特征在于，所述加热机构还包括充气管路和排气管路，所述充气管路一端与所述箱体连通，另一端与保护气体源连通，用于将保...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚大伟，张远望，李照萌，孙苛，
申请(专利权)人：蔚来电池科技安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：
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