一种锂离子电池极片的碾压方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池极片的碾压方法，包括以下步骤：第一步，将第一压辊、第二压辊和第三压辊分别加热至25~200℃；第二步，使涂布干燥后的极片依次通过第一压辊与第二压辊之间形成的第一辊缝和第二压辊与第三压辊之间形成的第二辊缝进行碾压，其中，第一辊缝的间隙大于第二辊缝的间隙。相对于现有技术，本发明专利技术通过采用三辊分步连续热压的碾压方法，只需用较小的压力就可将极片分步碾压到需要的厚度，从而减少膜片在碾压过程中的延伸现象，保证极片单面涂膜区的碾压效果，减少极片碾压后的膨胀反弹现象，从而改善电芯的变形问题。而且采用本发明专利技术的方法制备的极片厚度不会出现中间厚两边薄的现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及ー种锂离子电池极片的碾压方法。
技术介绍
随着现代社会的发展，各种移动设备，如摄像机、笔记本电脑、便携式DVD和数码相机等都有了越来越广泛的应用，这些移动设备对高能电池的需求也越来越大。锂离子电池因具有重量轻、储能大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小和温度适应范围宽泛等许多突出的优点，逐渐受到人们的青睐，成为移动设备的最佳电源，甚至在航空、航天、航海、汽车和医疗设备等领域中也逐步取代了其他的传统电池。锂离子电池内一般包括若干个依次叠加的电池单体，每个电池单体包括相互卷绕或叠加的正极极片、隔离膜和负极极片，其中，隔离膜间隔于相邻的正极极片和负极极片之间，起到电子阻隔、离子导通的作用，同时隔离膜还用于保持电解液。制造锂离子电池时，只要将至少ー个上述的电池单体制成电池芯，并在电池芯的外面包裹上包装薄膜，之后向其内注入电解液，经过抽空、密封即可。其中，锂离子电池的极片(包括正极片和负极片)的制备过程，通常包括制浆、涂膜、干燥、碾压和切割等エ序，虽然不同厂商或不同电池的制造エ序可能会有所变化，但极片碾压都是必不可少的エ序。极片在经过碾压后达到一定的压实密度，对锂离子电池能量密度提升非常重要。我们现有エ艺都是采用对辊冷压技术(如图I所示)，极片11在常温状态下经过冷压机的两个压辊10进行碾压，达到所设计的厚度。这种冷压技术虽然可以提高极片11的压实密度，但是由于对辊冷压时只有两个压辊10，在強大的辊间压力下，压辊10易发生形变，导致极片11冷压后出现中间厚两边薄的现象，造成压实密度不一致的问题，最終影响电芯的厚度一致性。而且，冷压后的极片11在后续エ序中极易出现膨胀反弹现象，容易引起电池的变形。有鉴于此，确有必要提供ー种锂离子电池极片的碾压方法，以改善极片因碾压而膨胀反弹的问题，从而改善电池的变形现象。同时，利用该方法，还能保证极片厚度的一致性、极片压实密度的一致性和电芯厚度的一致性。
技术实现思路
本专利技术的目的在干针对现有技术的不足，而提供，以改善极片因碾压而膨胀反弹的问题，从而改善电池的变形现象。同时，利用该方法，还能保证极片厚度的一致性、极片压实密度的一致性和电芯厚度的一致性，以克服采用现有技术中的碾压方法碾压极片后的极片反弹问题，以及采用现有技术中的碾压方法导致的电芯厚度一致性差等不足。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案ー种锂离子电池极片的碾压方法，所述极片包括集流体和设置于所述集流体表面的膜片，包括以下步骤，第一歩，将第一压辊、第二压辊和第三压辊分别加热至25 200°C ;第二步，使涂布干燥后的极片依次通过第一压辊与第二压辊之间形成的第一辊缝和第二压辊与第三压辊之间形成的第二辊缝进行碾压，其中，第一辊缝的间隙大于第二辊缝的间隙。也就是说，本专利技术的极片碾压是在不同辊缝间隙中分步碾压并在加热状态下连续完成的，分步碾压可以有效改善膜片因碾压产生的延伸现象。当然，本专利技术中的三辊分步连续碾压也可以在常温状态下进行。作为本专利技术锂离子电池极片的碾压方法的一种改进，所述第一辊缝的间隙为所述集流体的厚度的I. 5 25倍。若第一辊缝的间隙太大，对于厚度较薄的极片就不能起到碾压的作用，而若第一辊缝的间隙太小，又会把厚度较厚的极片ー下子压到太小，超出了极片的厚度需求，从而使得厚度较厚的极片不能使用该辊压设备。作为本专利技术锂离子电池极片的碾压方法的一种改进，所述第二辊缝的间隙为所述第一辊缝的间隙的1/3 5/6。即先将极片碾压到一定的厚度后，再将极片通过间隙较小的第ニ辊缝，使极片的厚度进ー步减小，以达到所需的压实密度。若第二辊缝的间隙太大，会使得第二辊缝的设置没有存在的意义，因为第二辊缝已不能对极片进行碾压了 ；而若第二辊缝的间隙太小，又会使得经过第二辊缝的极片过压，不能得到所需的极片厚度。作为本专利技术锂离子电池极片的碾压方法的一种改进，所述第二辊缝的间隙为所述第一辊缝的间隙的2/5，这是优选的情況。作为本专利技术锂离子电池极片的碾压方法的一种改进，所述极片包括正极极片和负极极片，当所述极片为正极极片时，第一歩中所述第一压辊、所述第二压辊和所述第三压辊加热后的温度均为9(T150°C ;当所述极片为负极极片时，第一歩中所述第一压辊、所述第二压辊和所述第三压辊加热后的温度均为5(T120°C。之所以对正极极片和负极极片的热压温度有区別，是与正极极片和负极极片本身包括的物质有关系的正极极片一般使用聚偏氟こ烯做粘接剂，9(T150°C的温度下可以对聚偏氟こ烯进行软化，可以增加正极极片的柔韧性；而负极极片一般使用丁苯橡胶作为粘接剂，5(T120°C的温度下就可以将丁苯橡胶软化，以增加负极极片的柔韧性。作为本专利技术锂离子电池极片的碾压方法的一种改进，当所述极片为正极极片吋，第二步中所述第一压辊与所述第二压辊对极片的压カ及所述第二压辊和所述第三压辊对极片的压カ均为3(T80t (此处的压カ是指指向极片的集流体的力)；当所述极片为负极极片时，第二步中所述第一压辊与所述第二压辊对极片的压カ及所述第二压辊和所述第三压辊对极片的压カ均为IOlOt (此处的压カ是指指向极片的集流体的力)。之所以对正极极片和负极极片施加的压カ有区別，是因为正极极片包括的材料体系和负极极片包括的材料体系不同，一般而言，负极极片的活性物质选择的是石墨，其具有容易反弹的特点，如果对其施加较大的压力，会导致负极极片后期较大的反弹，影响电池的性能，而正极极片的活性物质一般使用钴酸锂等不易反弹的物质，因此可以使用较大的压カ对正极极片实行辊压操作。作为本专利技术锂离子电池极片的碾压方法的一种改进，所述极片通过所述第一辊缝和所述第二辊缝的速度均为15-30 m/min，速度太小，会影响生产效率，而速度太大，又不能使极片得到较好的辊压。作为本专利技术锂离子电池极片的碾压方法的一种改进，所述第一压辊、所述第二压辊和所述第三压辊呈立式直线排列、卧式直线排列或三角形排列。这是三个压辊的几种排列方式。优选的是三个压辊呈立式直线排列或卧式直线排列，因为这样第二压辊受到的压カ更为均衡，使得第二压辊更不容易受到损坏。作为本专利技术锂离子电池极片的碾压方法的一种改进，所述第一压辊、所述第二压辊和所述第三压辊的直径均为100mm-1500mm，三个压辊的直径可以相同，也可以不同。若直径太小，会使得极片的辊压区域太小，不利于极片的辊压；而若直径太大，又会使得整个设备占据较大的空间。作为本专利技术锂离子电池极片的碾压方法的一种改进，所述第一压辊、所述第二压辊和所述第三压辊均连接有加热装置，使第一压辊、第二压辊和第三压辊均具有加热功能。当然，也可以将三个压辊连接到同一个加热装置上，用同一个加热装置对三个压辊同时进行加热。相对于现有技术，本专利技术通过采用三辊分步连续热压的碾压方法，先采用第一压辊和第二压辊将极片碾压到ー个较小的厚度，然后再采用第二压辊和第三压辊将极片碾压到一个更小的厚度，即达到所需的极片厚度。如此，只需用较小的压カ就可将极片分步碾压到需要的厚度，从而减少膜片在碾压过程中的延伸现象，保证极片单面涂膜区的碾压效果，减少极片碾压后的膨胀反弹现象，从而改善电芯的变形问题。另外，采用本专利技术的三辊结构，位于中间的第二压辊同时受到来自第一压辊和第三压辊的作用力，使得第二压辊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池极片的碾压方法，所述极片包括集流体和设置于所述集流体表面的膜片，其特征在于，包括以下步骤：第一步，将第一压辊、第二压辊和第三压辊分别加热至25~200℃；第二步，使涂布干燥后的极片依次通过第一压辊与第二压辊之间形成的第一辊缝和第二压辊与第三压辊之间形成的第二辊缝进行碾压，其中，第一辊缝的间隙大于第二辊缝的间隙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周中心，姚植森，罗志高，贾宝安，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：