一种实验室适用的锂电池极片快速制作装置的制作方法

本实用新型涉及一种锂电池极片制作，具体是一种实验室适用的锂电池极片快速制作装置。

背景技术：

锂离子电池具有比能量高、循环寿命长、自放电率低、工作温度范围宽、低温效应好等优点，受到越来越多的关注，也因此成为新能源汽车首选的动力蓄电池。开发新材料、新体系电池，不断提升锂电池性能已成为各研究院所、锂电池生产企业迫在眉睫的任务。

锂电池制作涉及合浆、涂布、辊压、分切、组装，其中涂布作为锂电池制作的核心工序，对电池制作均有较大的影响。目前实验室普遍采用小型涂布机进行极片涂覆，其工作原理分为两步：（1）顺转棍定厚过程，（2）逆转辊涂层转移过程；即在涂布过程中，靠调节顺转棍涂布中由两根转动方向相同的涂布辊和计量辊之间的计量间隙来控制，在涂布辊上形成需要厚度的涂层。此种设备涂布操作复杂，一般要求专人操作，且一次需求浆料较多，因此对于浆料较少的实验，或者小数量电芯制作该设备特别不方便，且制作周期较长。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种实验室适用的锂电池极片快速制作装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种实验室适用的锂电池极片快速制作装置，包括限厚定型组件、集流体和底板，所述底板的上方依次设置集流体和限厚定型组件，限厚定型组件上设置与锂电池极片形状相同的通孔。

作为本实用新型进一步的方案：所述限厚定型组件上的通孔内加注电极浆料，使得电极浆料成型后与集流体的一面连接，形成单面涂覆。

作为本实用新型进一步的方案：所述集流体和底板之间设置垫具，用于进行双面涂覆。

作为本实用新型进一步的方案：所述集流体带有电极浆料的一面设置正对垫具设置，再往限厚定型组件上的通孔内加注电极浆料，使得电极浆料成型后与集流体另一面连接，形成双面涂覆。

作为本实用新型进一步的方案：所述限厚定型组件、集流体和垫具的四角均开设有与底板上螺纹孔相对应的通孔。

作为本实用新型进一步的方案：所述底板、限厚定型组件、垫具均采用耐一定温度、耐有机溶剂的高分子聚合物材质，如PET、PI、PPS、PP、ABS、POM、PMMA等。

作为本实用新型进一步的方案：所述限厚定型组件的厚度为0.2-15mm。

作为本实用新型进一步的方案：所述底板的厚度为5-20mm。

作为本实用新型进一步的方案：所述限厚定型组件的厚度要求大于电极浆料的涂覆厚度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用适用于卷绕型电池极片制作；叠片式电池极片制作；以及异形电池极片制作。适用于磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴锰酸铝等体系正极电极片制作；适用于天然石墨、人造石墨、混合石墨、硅炭合金、钛酸锂等体系负极电极片制作。

本实用可以大幅缩短锂电池电极片的制作时间，减少原材料的使用，并且适用于各种形状电池（含异形电池）电极片的制作；同时该装置体积较小，可置于手套箱内进行操作，有利于某些易吸水材料的电极片的制作。

附图说明

图1为单面涂覆的结构示意图。

图2为双面涂覆的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～2，本实用新型实施例中，一种实验室适用的锂电池极片快速制作装置，包括限厚定型组件1、集流体2和底板3，所述底板3的上方依次设置集流体2和限厚定型组件1，限厚定型组件1上设置与锂电池极片形状相同的通孔。

使用时，将限厚定型组件1上的通孔内加注电极浆料，使得电极浆料成型后与集流体2的一面连接，形成单面涂覆。

所述集流体2和底板3之间设置垫具4，用于进行双面涂覆。

使用时，将集流体2带有电极浆料的一面设置正对垫具4设置，再往限厚定型组件1上的通孔内加注电极浆料，使得电极浆料成型后与集流体2另一面连接，形成双面涂覆。

所述限厚定型组件1、集流体2和垫具4的四角均开设有与底板3上螺纹孔相对应的通孔，以便于定位安装。

本实用新型的工作原理是：

例：

1、叠片式电芯电极片制作

该结构电芯内部为一张张独立的极片，电极片具有面积小，数量多的特点：

（1）确定电极片长宽a*b（m*m）、电极片面密度 ρ（g/m2）（即单位面积上固体粉料的重量）要求；

（2）制浆，根据工艺要求将电极活性材料、导电剂、粘结剂和溶剂进行混合，制成固含量c（%）确定的电极浆料，测试成品浆料密度m（g/m3）；

（3）根据浆料密度m（g/m3）、固含量c（%）、电极片长宽a*b（mm*mm）、电极片面密度 ρ（g/m2）计算单面涂覆所需浆料体积V（m3）和浆料涂覆后厚度h（m）

V=0.5abρ/mc

h=0.5ρ/mc

（4）依照（3）中计算值取相应厚度h、电极片长宽a*b选取限厚定型组件，将底板、铝箔、限厚定型组件依次叠放，并锁紧定位螺丝；

（5）依照（3）中计算值量取体积为V的电极浆料，将电极浆料缓慢均匀的倾倒于限厚定位组件内，并用水平刮板辅助浆料在区域内的流平；

（6）将上述装置放入烘箱＜120℃）至浆料完全烘干；

（7）旋松定位螺丝，依次取下限厚定位组件、单面涂覆浆料的集流体；

（8）将底板、垫具、单面涂覆集流体、限厚定型组件依次叠放，并锁紧定位螺丝；

（9）依照（3）中计算值量取体积为V的电极浆料，将电极浆料缓慢均匀的倾倒于限厚定位组件内，并用水平刮板辅助浆料在区域内的流平；

（10）将上述装置放入烘箱＜120℃）至浆料完全烘干；

（11）旋松定位螺丝，依次取下限厚定位组件、双面涂覆浆料的集流体、垫具；所得双面涂覆浆料的集流体即为本实验的产品电极片。

2、卷绕式电芯极片制作

该结构电芯内部一般只含有一张正极电极片和一张负极电极片，电极片具有面积大，数量少的特点：

（1）确定电极片长宽a*b（m*m）、电极片面密度 ρ（g/m2）（即单位面积上固体粉料的重量）要求；

（2）制浆，根据工艺要求将电极活性材料、导电剂、粘结剂和溶剂进行混合，制成固含量c（%）确定的电极浆料，测试成品浆料密度m（g/m3）；

（3）根据浆料密度m（g/m3）、固含量c（%）、电极片长宽a*b（mm*mm）、电极片面密度 ρ（g/m2）计算单面涂覆所需浆料体积V（m3）和浆料涂覆后厚度h（m）

V=0.5abρ/mc

h=0.5ρ/mc

（4）依照（3）中计算值取相应厚度h、电极片长宽a*b选取限厚定型组件，将底板、铝箔、限厚定型组件依次叠放，并锁紧定位螺丝；

（5）依照（3）中计算值量取体积为V的电极浆料，将电极浆料缓慢均匀的倾倒于限厚定位组件内，并用水平刮板辅助浆料在区域内的流平；

（6）将上述装置放入烘箱（120℃）至浆料完全烘干；

（7）旋松定位螺丝，依次取下限厚定位组件、单面涂覆浆料的集流体；

（8）将底板、垫具、单面涂覆集流体、限厚定型组件依次叠放，并锁紧定位螺丝；

（9）依照（3）中计算值量取体积为V的电极浆料，将电极浆料缓慢均匀的倾倒于限厚定位组件内，并用水平刮板辅助浆料在区域内的流平；

（10）将上述装置放入烘箱（120℃）至浆料完全烘干；

（11）旋松定位螺丝，依次取下限厚定位组件、双面涂覆浆料的集流体、垫具；所得双面涂覆浆料的集流体即为本实验的产品电极片。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。