新型电磁极片、其生产方法,及包含其的电池与流程

文档序号:15314033发布日期:2018-08-31 22:33阅读:273来源:国知局

本发明涉及一种电池配件,尤其涉及一种新型电磁极片、其生产方法,及包含其的电池。



背景技术:

随着电动车以及汽车的飞速发展,与之车上动力电源也迅速的发展,但是电池在生产中却存在不少的问题,造成了市场的电池产品质量很不均匀,电池的容量后期循环寿命达不到设计的使用寿命,这于电池在生产中有它独特的生产工艺有很大的关系。传统电池的构造有外壳、上盖、极板、隔板、汇流排、极柱、过桥保护板、端子等部件组成,其生产步骤主要有极板称重、包隔板、铅零件选择与加工、焊接装组、配制电解液、注入电解液等步骤,质量控制点达300多个,生产工艺复杂、工序多、周期长,生产环境要求高,电池产品质量的一致性问题很难突破。另外,传统电池的电解液发生的化学反应使得电池内部的情况复杂化,更进一步提高的电池生产的难度。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种制作效率较高,且成本低廉的新型电磁极片。

一方面,本发明提供新型电磁极片,新型电磁极片包括依次紧密贴合的基片、电极层和隔膜层。所述电极层通过厚膜印刷的方法印刷在所述基片表面;所述隔膜层通过喷涂的方法喷涂于所述电极层表面。

本发明所提供的新型电磁极片为复合层结构,且包含的电极层通过厚膜印刷技术实现,所述隔膜层通过喷涂技术实现;而厚膜印刷技术和喷涂技术均具有效率高、成本低且精度高的特征,相应地本发明所提供的新型电磁极片具有制作效率较高、成本低廉且精度高的优势。

下面对技术方案作进一步说明

在其中一个实施例中,所述基片的两个大面均印刷有电极层;或,所述基片仅一个大面印刷有电极层。

在其中一个实施例中,所述电极层厚度介于4.9um~49um之间。

在其中一个实施例中,所述电极层厚度介于20um~30um之间。

另一方面,本发明提供生产上述新型电磁极片的方法,包括如下步骤:

在所述基片上印刷电极浆料,形成电极层;

在电极层表面喷涂隔膜浆料,形成电极层。

本发明所提供的生产上述新型电磁极片的方法通过厚膜印刷技术实现电极层在基体表面的附着,通过喷涂技术实现隔膜层在电极层表面的附着,而厚膜印刷技术和喷涂技术均具有效率高、成本低且精度高的特征,相应地本发明所提供的新型电磁极片生产方法具有效率高、成本低的优势。

下面对技术方案作进一步说明

在其中一个实施例中,在所述基片上印刷电极浆料的印刷速度为30m/min~60m/min。

在其中一个实施例中,在所述电极层表面喷涂隔膜浆料的速度为30m/min~60m/min。

在其中一个实施例中,在基片上印刷预设厚度的电极浆料,为一次印刷完成。

另一方面,本发明提供软包电芯,所述软包电池由所述新型电磁极片剪切而成。

另一方面,本发明提供电池,所述电池包含所述的新型电磁极片。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明单面复层结构的新型电磁极片的立体示意图;

图2为本发明双面复层结构的新型电磁极片的立体示意图;

图3为生产本发明新型电磁极片的流程图。

附图标记:

1-电磁极片

101-基片

102-电极层

103-隔膜层

2-正极电磁极片生产系统

201-第一释放装置

202-第一厚膜印刷装置

203-第一压平装置

204-第一喷涂装置

3-负极电磁极片生产系统

301-第二释放装置

302-第二厚膜印刷装置

303-第二压平装置

304-第二喷涂装置

4-压合装置

5-卷绕装置

6-切片装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

本发明的一个实施例提供一种新型电磁极片1,电磁极片1包括依次紧密贴合设置的基片101、电极层102和隔膜层103。本发明实施例中的基片101一方面起到承载电极层102的作用,另一方面起到阻隔电极层102一侧与其它物体电连接的作用。电极层102起到导电的作用;隔膜层103起到阻隔电极层102另一侧与其它物体电连接的作用。

所谓紧密贴合是指电极层102牢固附着于基片101的表面而不能或很难与基片101分离,以及隔膜层103牢固附着于电极层102的表面而不能或很难与电极层102分离。紧密贴合的具体实现方式可以是真空吸附、静电吸附或其它可采用的方式。根据所采用的方式不同,对基片101、电极层102及隔膜层103的要求也有所差异。例如,如果采用真空吸附的方式,则对基片101、电极层102和隔膜层103彼此之间贴合面的平滑度要求较高;如果采用静电吸附的方式,则对基片101、电极层102和隔膜层103彼此之间贴合面的产生静电作用力的性能要求较高。作为一种可实施的方式,本发明实施例优先采用厚膜印刷技术和喷涂技术以实现基片101、电极层102和隔膜层103三者的彼此紧密贴合。具体而言,电极层102通过厚膜印刷的方法印刷在基片101表面;隔膜层103通过喷涂的方法喷涂于所述电极层102表面。为了保证基片101、电极层102和隔膜层103三者两两结合的牢固程度,基片101应选取与电极层102材料结合牢固的材质,隔膜层103应选取与电极层102材料结合牢固的材料。本发明实施例之所以优选用厚膜印刷技术和喷涂技术,原因在于厚膜印刷技术和喷涂技术均具有效率高、成本低的优势,从而提高了本发明实施例所提供的新型电磁极片1的生产效率,并降低了生产成本。

作为一种可实施的方式,本发明实施例中可仅在基片101的单侧设置电极层102和隔膜层103得到如图1所示的电磁极片1,亦可在基片101的双侧均设置电极层102和隔膜层103得到如图2所示的电磁极片1。无论是单侧设置还是双侧设置,电极层102的设置均优先采用厚膜印刷技术实现,隔膜层103的设置均优先采用喷涂技术实现。

单侧设置电极层102和隔膜层103的电磁极片1生产程序为:

在基片101单侧印刷电极浆料(又称,导电浆料),形成电极层102。在电极层102表面喷涂隔膜浆料,形成隔膜层103。所谓电极浆料为兼具有油墨属性和导电属性的浆液,具体又细分为正极导电浆料和负极导电浆料。如果制作正极电磁极片1,则将正极导电浆料通过厚膜印刷技术印刷在基片101上形成正极电极层102;如果制作负极电磁极片1,则将负极导电浆料通过厚膜印刷技术印刷在基片101上形成负极电极层102。隔膜浆料优先选用电化学性能和热稳定性均较高的浆料。如果厚膜印刷技术形成的电极层102不具备即刻凝固的性能,则优选在电极层102干燥凝固后再进行隔膜层103的喷涂,电极层102的干燥在室温环境下进行即可。

双侧设置电极层102和隔膜层103的电磁极片1生产程序可以为下述程序a和程序b的任一:

程序a:在基片101一侧印刷电极浆料,形成第一电极层102;在第一电极层102表面喷涂隔膜浆料,形成第一隔膜层103;在基片101另一侧印刷电极浆料,形成第二电极层102。在电极层102表面喷涂隔膜浆料,形成第二隔膜层103。

程序b:在基片101一侧印刷电极浆料,形成第一电极层102;在基片101另一侧印刷电极浆料,形成第二电极层102;在第一电极层102的表面喷涂隔膜浆料,形成第一隔膜层103;在第二电极层102的表面喷涂隔膜浆料,形成第二隔膜层103。

程序a相对于程序b的优势在于,可以在最大程度上减少电极层102曝露在外界的时间,进而最大程度上降低了电极层102受外界干扰的影响。程序b相较于程序a的优势在于,减少了基片101在印刷设备和喷涂设备上转运的次数,进而提高了本发明实施例新型电磁极片1的生产效率。无论是采用程序a还是采用程序b生产双侧设置电极层102和隔膜层103的电磁极片1,电极浆料的特性及隔膜浆料的特性均与单侧设置电极层102和隔膜层103的电磁极片1相同。如果厚膜印刷技术形成的电极层102不具备即刻凝固的性能,则优选在电极层102干燥凝固后再进行隔膜层103的喷涂,电极层102的干燥在室温环境下进行即可。

经过实验统计和数理分析得知,当本发明实施例所提供的电磁极片1包含的电极层102厚度介于4.9um~49um之间时,电磁极片1整体的导电性能和电极层102在基片101上的附着能力达到较佳平衡状态,尤其当电极层102厚度介于20um~30um之间时,效果最甚。为了尽可能增强电极层102在基片101上的附着能力,本发明实施例优选电极层102通过单次印刷而成,如此电极层102为一体式而非多层式。

经过实验统计和数理分析得知,在所述基片101上印刷所述电极浆料的速度为30m/min~60m/min时,电极浆料在基片101上分布的均匀性、连续性及附着能力较佳,印刷速度具体可以选取35m/min、40m/min或50m/min;以及在所述电极层102表面喷涂所述隔膜浆料的速度为30m/min~60m/min时,隔膜层103在电极层102上分布的均匀性、连续性及附着能力均较佳,喷涂速度具体可以选取35m/min、40m/min或50m/min。

实施例二

本发明实施例所提供的电磁极片1可用于电池或软包电芯的生产,而将电磁极片1用于电池或软包电芯的生产的前置工作为:按照如图3所示的系统制作电磁极片组,具体而言:

s01:正极电磁极片1制作。第一释放装置201释放基片101;基片101穿过第一厚膜印刷装置202,第一厚膜印刷机在基片101表面印刷正极导电浆料;经过低温干燥,正极导电浆料在基片101上固化形成电极层102;基片101继续前进进入第一压平装置203,将电极层102碾压平整;基片101继续前进进入第一喷涂装置204,第一喷涂装置204在电极层102表面喷涂隔膜浆料;经过低温干燥,隔膜浆料在电极层102上固化形成隔膜层103(在必要时可多次重复实施隔膜浆料的喷涂和低温干燥作业),至此得到正极电磁极片1;制作正极电磁极片1过程中所涉及到的设备共同构成正极电磁极片生产系统2。

s02:负极电磁极片1制作。第二释放装置301释放基片101;基片101穿过第二厚膜印刷装置302,第二厚膜印刷装置302在基片101表面印刷负极导电浆料;经过低温干燥,负极导电浆料在基片101上固化形成电极层102;基片101继续前进进入第二压平装置303,将电极层102碾压平整;基片101继续前进进入第二喷涂装置304,第二喷涂装置304在电极层102表面喷涂隔膜浆料;经过低温干燥,隔膜浆料在电极层102上固化形成隔膜层103(在必要时可多次重复实施隔膜浆料的喷涂和低温干燥作业),至此得到负极电磁极片1;制作负极电磁极片1过程中所涉及到的设备共同构成负极电磁极片生产系统3。

s03:极片合并。正极电磁极片1和负极电磁极片1叠放在一起,一并送入压合装置4,在压合装置4的作用下,正极电磁极片1和负极电磁极片1固为一体,形成电磁极片组。

实施例三

如实施例二所述,电磁极片组可以用于电池或软包电芯的生产。其中:

如图3所示,用于柱形电池的生产程序为:使用卷绕装置5对电磁极片组进行卷绕作业,并将卷绕后的电磁极片组装入金属壳,再辅以极耳的焊接工序便得到了柱形电池。

用于方块电池的生产程序为:将电磁极片组进行模压,即可得到方块电池。

如图3所示,用于软包电芯的生产程序为:使用切片装置6按照设计对电磁极片组进行切片,即可以得到软包电芯。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

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