一种锂电池生产工艺及锂电池的制作方法

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池生产工艺及采用该工艺加工制得的锂电池。

背景技术：

锂离子动力电池是以锂钴氧化物(LiCoO₂)、锂镍氧化物(LiNiO₂)或锂锰氧化物(LiMn₂O₄)、锂镍钴锰三元(LiNixCo1-xMnO2)等为正极活性材料，以碳材料或者钛酸锂等为负极活性材料。其电解液可以使用液态有机电解液或固态凝胶电解液，后者又称为锂聚合物电池(Lithium Polymer Battery)，目前常用的为液态电解液。锂离子电池使用的液态电解液是有机非水溶液，如碳酸乙烯酯(Ethylene Carbonate，EC)、碳酸二乙酯(Diethyl Carbonate，DEC)的混合物为溶剂，以锂盐(如LiPF₆)为溶质，并添加少量添加剂组成。

锂离子动力电池作为电动汽车电池作为汽车的储能装置，既要求有足够的能量来满足一定的驾驶周期和行驶里程，又要提供能达到车辆指定的加速性能所需要的最大功率，基本要求如下：

1、良好的充放电性能(快速充放电性能和耐过充、过放电容量)；

2、高功率密度(高功率、高功率体积比)；

3、高的能量密度(高质量的能量)；

4、价格较低，操作和维护简单；

5、电池一致性；

6、较长的循环寿命(充放电循环后，工作年限长)；

锂离子电池中电池包装膜与电池内部极片、电解液之间的接触性能严重的影响电池上述方面的性能，其接触越紧密，之间的空间越小，电解液保有量更多，电池的性能将更好。然而现有的电池生产工艺中并没有很好的解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于：提供一种锂电池生产工艺，其能够解决现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的另一个目的在于：提供一种锂电池,其电池内部极片、隔膜和电解液之间的接触面积高，电解液的吸收好，提升了电池的性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，提供一种锂电池生产工艺，包括对电池半成品进行挤压以提高锂电池内部极片、隔膜和电解液之间的接触面积，所述挤压为擀压工序，所述擀压工序沿平行于电池半成品表面的方向进行。

作为所述的锂电池生产工艺的一种优选技术方案，所述擀压工序包括：提供具有圆柱形的擀压滚轮的擀压装置，通过所述擀压滚轮在垂直于待擀压面的方向上靠近或背离所述电池半成品，在所述擀压滚轮与所述电池半成品靠近形成接触时所述擀压滚轮可选择性在所述电池半成品的表面滚动。

作为所述的锂电池生产工艺的一种优选技术方案，所述擀压工序中在所述待擀压面与所述擀压滚轮之间设置有垫片，所述垫片采用柔性材料制成。

作为所述的锂电池生产工艺的一种优选技术方案，所述擀压滚轮在所述待擀压表面滚动的速度为0.002m/s-0.01m/s。

作为所述的锂电池生产工艺的一种优选技术方案，所述擀压工序包括于所述半成品电池表面沿第一方向进行的一次擀压、在所述半成品电池表面沿垂直于所述第一方向的第二方向进行的二次擀压，所述一次擀压与所述二次擀压均为3-5次，所述一次擀压与所述二次擀压交替进行。

作为所述的锂电池生产工艺的一种优选技术方案，所述擀压工序包括于所述半成品电池表面沿第一方向进行的一次擀压、在所述半成品电池表面沿垂直于所述第一方向的第二方向进行的二次擀压，所述一次擀压与所述二次擀压均为3-5次，所述一次擀压全部完成后进行二次擀压。

作为所述的锂电池生产工艺的一种优选技术方案，还包括化成工序，所述擀压工序在所述化成工序的前后分别进行。

作为所述的锂电池生产工艺的一种优选技术方案，于所述化成工艺前依次包括搅拌-涂布-冷压-分条-裁片-卷绕/叠片-组装-注液以及擀压工序，于所述化成工艺后包括擀压-抽气、分容工序。

作为所述的锂电池生产工艺的一种优选技术方案，所述擀压装置包括电池固定装置以及设置在所述电池固定装置一侧能够相对于所述电池固定装置移动的挤压装置，所述挤压装置包括能够在滚轮驱动装置的驱动下进行转动的擀压滚轮，以及用于支撑并限位所述擀压滚轮与所述电池固定装置之间的相对位置的支撑装置。

另一方面，提供一种锂电池，采用如上所述的锂电池生产工艺加工而成。

本发明的有益效果为：通过擀压工序可以提高电池内部极片、隔膜和电解液之间的接触面积，同时可以有助于电解液的吸收，提升电池的性能，目前国标GBT 31484-2015要求汽车动力电池循环寿命500次90％以上，而我们通过该工艺，可以使锂离子动力电池循环寿命达到3000次以上，大大提升了动力电池的循环寿命。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例所述锂电池生产工艺示意图。

图2为本发明一实施例所述擀压装置结构示意图。

图3为本发明又一实施例所述擀压装置结构示意图。

图4为图3俯视图(图中挤压装置未示出)。

图5为本发明另一实施例所述擀压装置结构示意图。

图6为本发明再一实施例所述擀压装置结构示意图。

图中：

1、电池固定装置；2、挤压装置；3、擀压滚轮；4、支撑装置；5、限位块；6、固定底座；7、限位板；8、支撑板；9、支撑脚；10、滑轮。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，于本实施例中，本发明所述的一种锂电池生产工艺，包括对电池半成品进行挤压以提高锂电池内部极片、隔膜和电解液之间的接触面积，所述挤压为擀压工序，所述擀压工序沿平行于电池半成品表面的方向进行。

所述电池半成品为片状结构，在其厚度方向的两端具有相互平行的第一表面以及第二表面，所述擀压工序沿平行于所述第一表面以及所述第二表面的方向进行。

所述擀压工序为采用擀压装置并使所述擀压装置上的擀压滚轮沿垂直于待擀压面的方向对待擀压面施加一定的作用力，之后控制擀压滚轮通过滚动的方式在所述待擀压面进行滚动。通过擀压工序可以提高电池内部极片、隔膜和电解液之间的接触面积，同时可以有助于电解液的吸收，提升电池的性能。

具体的，本实施例中所述擀压工序包括：提供具有圆柱形的擀压滚轮的擀压装置，通过所述擀压滚轮沿垂直于待擀压面的方向上靠近或背离所述电池半成品，在所述擀压滚轮与所述电池半成品靠近形成接触时所述擀压滚轮可选择性在所述电池半成品的表面滚动。

优选的，所述擀压工序中在所述待擀压面与所述擀压滚轮之间设置有垫片，所述垫片采用柔性材料制成。通过设置采用柔性材料制成的垫片在待擀压面与擀压滚轮之间，避免半成品电池与擀压滚轮直接接触，可以防止擀压滚轮在对半成品电池进行擀压的过程中对半成品电池包装膜造成损坏。

所述擀压滚轮在所述待擀压表面滚动的速度为0.002m/s-0.01m/s。

本实施例中，所述擀压工序包括于所述半成品电池表面沿第一方向进行的一次擀压、在所述半成品电池表面沿垂直于所述第一方向的第二方向进行的二次擀压，所述一次擀压与所述二次擀压均为3-5次，所述一次擀压与所述二次擀压交替进行。通过设置不同的擀压方向，并将一次擀压与二次擀压交替进行可以有效的提高擀压的均匀性，从而使得擀压取得更好的效果。

当然，擀压工序并不局限于上述情况，在其他实施例中所述擀压工序还可以包括于所述半成品电池表面沿第一方向进行的一次擀压、在所述半成品电池表面沿垂直于所述第一方向的第二方向进行的二次擀压，所述一次擀压与所述二次擀压均为3-5次，所述一次擀压全部完成后进行二次擀压。

上述方案同样将擀压设置为不同的方向，在一次擀压全部完成后进行二次擀压可以避免多次对擀压辊轮与电池半成品之间的相对位置进行调整，降低了加工难度。

作为一种优选的技术方案，本实施例中包括化成工序，所述擀压工序在所述化成工序的前后分别进行。具体为：于所述化成工艺前依次包括搅拌-涂布-冷压-分条-裁片-卷绕/叠片-组装-注液以及擀压工序，于所述化成工艺后包括擀压-抽气、分容工序。于所述化成工序前对所述电池半成品进行擀压可以提高电池内部极片、隔膜和电解液之间的接触面积，同时可以有助于电解液的吸收，提升电池的性能。

在所述化成工序后对所述电池半成品进行擀压可以进一步提高上述功能的效果，同时可以将化成过程中电解液与负极副反应产生的气体排出壳体或者气袋，有效避免电池在周转过程中，特别是周围环境温度过高的情况下，电池内压过大导致电池爆炸的情况发生。

如图2所示，本实施例中还提供一种应用于上述锂电池生产工艺的擀压装置，包括电池固定装置1以及设置在所述电池固定装置1一侧能够相对于所述电池固定装置1移动的挤压装置2，所述挤压装置2包括能够在滚轮驱动装置的驱动下进行转动的擀压滚轮3，以及用于支撑并限位所述擀压滚轮3与所述电池固定装置1之间的相对位置的支撑装置4。

通过擀压装置对电池半成品进行挤压，能够有效的提高电池内部极片、隔膜和电解液之间的接触面积，有助于电解液的吸收，提升电池的性能，滚压的方式还可以反复进行不对半成品电池的表面造成损坏，有效的保持电池的质量。

本实施例中，所述电池固定装置1包括固定底座6，所述固定底座6上设置有若干限位块5，若干所述限位块5之间形成用于容纳电池的电池容纳空间。

电池固定装置1的结构并不局限于上述实施例所述的情况，如图3、4所示在其他实施例中所述电池固定装置1包括固定底座6，所述固定底座6上设置有用于固定电池的电池固定槽，所述电池固定槽的周部设置有用于限制所述电池固定槽的外形的限位板7，所述限位板7可移动设置在所述固定底座6上，以使所述电池固定槽的尺寸可调。

通过设置可移动的限位板7，使得擀压装置能够对不同尺寸的电池进行擀压操作，限位板7能够防止在擀压过程中电池在挤压装置2的作用下位置发生移动，避免挤压导致电池外形发生不必要的变化，影响产品质量。

进一步的，如图5所示，在另一个实施例中，所述电池固定装置1包括固定底座6，所述固定底座6上设置有用于固定电池的电池固定槽，所述电池固定槽的底部设置有用于限制所述电池固定槽深度的支撑板8，所述支撑板8可移动设置在所述固定底座6上，以使所述电池固定槽的深度可调。

通过设置可移动的支撑板8，使得电池固定槽的深度可调，使擀压装置能够应用于不同厚度的电池的擀压，在使用过程中，电池放置在电池固定槽中，通过调节电池固定槽的深度与电池厚度相匹配，可以避免在之后的擀压过程中挤压力过大造成的电池厚度变化，影响产品质量。

上述“其他实施例”以及“另一个实施例”的描述并不作为对方案的限制，本领域技术人员可以将上述实施例全部或部分结合应用，以实现相关功能。

为了实现电池固定装置1与挤压装置2之间的相对运动，本实施例中所述电池固定装置1为固定结构，所述挤压装置2为活动结构，所述挤压装置2在第一驱动装置的作用下能够向靠近或远离所述电池固定装置1的方向运动。本实施例中挤压装置2上设置有用于驱动擀压滚轮3的滚轮驱动装置，用于驱动挤压装置2向靠近或远离所述电池固定装置1方向运动的第一驱动装置，以及用于驱动所述挤压装置2沿平行于所述电池固定装置1用于安装半成品电池的表面进行移动的第二驱动装置，通过设置滚轮驱动装置驱动擀压滚轮3主动滚动，结合第二驱动装置的运动，可以使得擀压滚轮3的表面与半成品电池的表面不存在滚动摩擦，能够避免对半成品电池的表面造成磨损，影响半成品电池质量。

如图6所示，在本发明的其他实施例中，所述支撑装置4包括四根能够伸缩的支撑脚9，所述支撑脚9靠近所述电池固定装置1的一端设置有滑轮10，所述支撑脚9远离所述电池固定装置1的一端设置有擀压滚轮安装架，所述擀压滚轮3可转动安装在所述擀压滚轮安装架上。

通过设置能够伸缩的支撑脚9安装擀压滚轮3，可对擀压滚轮3相对电池固定装置1的位置进行调节，四个支撑脚9均能够伸缩有助于调节擀压滚轮3与支撑装置4用于安装电池的平面的平行性，保证擀压的效果。

所述电池固定装置1为活动结构，所述挤压装置2为固定结构，所述电池固定装置1在第二驱动装置的作用下能够向靠近或远离所述挤压装置2的方向运动。具体的，所述电池固定装置1下方设置有滑座，所述电池固定装置1的底部设置有与所述滑座相配合的滑轨，所述电池固定装置1通过滑座与滑轨相配合能够滑动的设置在所述滑座上，所述电池固定座的滑动方向即为擀压方向。

本实施例中，所述固定底座6底部设置有旋转安装台(图中未示出)，所述固定底座6通过所述旋转安装台可旋转设置。

通过设置旋转安装台安装固定底座6，在擀压过程中完成一次擀压后通过旋转安装台带动固定底座6旋转，使得设置在固定底座6中的电池相对于擀压滚轮3的位置发生变化，使得下一次擀压可以从不同的方向进行，由此可以更加全面的对电池进行擀压，提高锂电池内部极片、隔膜和电解液之间的接触面积。

作为一种优选的技术方案，本方案的其他实施例中所述擀压滚轮3还可以为多个，多个所述擀压滚轮3采用同一滚轮驱动装置进行驱动，或多个所述擀压滚轮3各自采用独立的滚轮驱动装置进行驱动，多个所述擀压滚轮3之间相互平行设置。

同时，本实施例中还提供一种锂电池，采用权利要求如上所述的锂电池生产工艺加工而成。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

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器件，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适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。