专利名称：一种锂离子电池电极连续辊压工艺及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电池制造领域，特别是涉及一种锂离子电池电极连续辊压工艺及其装置。
背景技术：
目前，锂离子电池电极的制作方式大致为先将搅拌好的正负极浆料(主要包括正 负极活性物质、粘结剂、导电剂、溶剂等)均勻的涂敷在集流体(正极为铝箔或铝网，负极为 铜箔或铜网)上，再通过烘烤将溶剂烘出，得到干燥的电极；然后通过辊压机(见图一)将 电极压实，再将电极分切成规定长度、宽度的小条，最后焊接引流体(正极为铝带，负极为 镍带或铜带或铜镍复合带)，这样就得到了最终的电极。但是电极通过辊压机压实到规定的 厚度后，经过一段时间会产生一定的反弹，使得电极的增厚，单位体积的电池中就很难容纳 更多的电极活性物质，这样电池的体积比容量难以提升，无法适应高端市场对于高体积比 容量锂离子电池的需求。各个电池生产者都在尝试使用各种方法来降低电极片的回弹率，如中国专利 CN1276529C公开了采用整片滚压后二次分段滚压的方法，以其解决电池电极卷太大放不进 电池壳内的问题，同时提高电池容量。可见其所述问题的关键在于电极片的回弹，该专利所 采用的方法比较复杂，操作困难，更不方便连续生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减小锂离子电池电极片滚压后反弹量的方法，提高电 极片的单面面密度，提高电池的体积比容量。本发明提供了一种操作简单的锂离子电池电极片的连续辊压装置。本发明解决上述技术问题所采用的装置为一种锂离子电池电极片连续辊压装 置，包括放卷轴、轧辊和收卷轴，其特征在于所述放卷轴与轧辊之间增加一个加热装置。作为优选，所述加热装置为带有温度控制的电烤箱。作为优选，所述的电烤箱的有效加热长度为30-100厘米。作为优选，所述的电烤箱距离轧辊的距离为10-60厘米。应用于权利要求1所述的一种锂离子电池电极片的连续辊压工艺其特征在于 电极片采用低温热滚压，工艺步骤如下1)将干燥好的整卷电极固定在放卷轴上；2)牵引电极穿过烘烤箱、轧辊直至收卷轴；3)打开烘烤箱升温，调节系统纠偏和张力；4)调节轧辊压力，温度升至设定值，连续烘烤、辊压开始；5)电极收至收卷轴，辊压完成。采用这种工艺可以保证电极的干燥度，增加电极片的可塑性，减少滚压后电极片 的回弹率，可以适当增加电极片的单面面密度，因此在单位体积的电池中就可以放入更多的电极活性物质，一定程度上提升了电池的体积比容量。作为优选，正电极片辊压前加热温度设置为120-150°C ；作为优选，负电极片辊压前加热温度设置为80-120°C ；作为优选，采用热辐射和对流的方式加热电池电极片。综上所述，本发明一种锂离子电池电极片的连续辊压装置及其工艺带来的有益效 果是可以保证电极的干燥度，增加电极片的可塑性，减少滚压后电极片的回弹率，适当增 加电极片的单面面密度，从而提升了电池的体积比容量，结构简单，操作方便。
附图1是现行锂离子电池电极辊压示意图；附图2是本发明的锂离子电池电极连续辊压装置示意图；附图3是现行工艺和本发明工艺正极片厚度分布对比图；附图4是现行工艺和本发明工艺负极片厚度分布对比具体实施例方式下面结合附图对一种锂离子电池电极的辊压工艺及其装置作进一步说明。实施例本发明的锂离子电池电极连续烘烤辊压的工艺和改进装置如附图2所 示，其工艺主要包括1将涂敷干燥好的整卷电极2固定在放卷轴1上；2穿过设置的烘烤 箱5进行加热；3加热的电极2牵引到辊压机3上进行辊压；4最后电极2收于收卷轴4 上；5电极的连续烘烤、辊压完成。以423450AL型锂离子电池为例，对该工艺提升电池的体积比容量做对比实验，固 定电池型号、电极原材料和压实密度，对比如下1、正电极，单面面密度2. 18g/cm2，基材铝箔0.016mm，压实密度3.90g/cm3，这样压 实厚度即约为2. 18*2/3. 9/10+0. 016 = 0. 128mm ；1)按现行工艺辊压，抽取100电极小片，电极压实后立即用千分尺测量厚度，每片 平均厚度为0. 1283mm;在真空状态下静置4小时后测量厚度，每片平均厚度为0. 1332mm，反 弹率3. 82% ；2)按本发明工艺辊压，烘箱温度设置为135°C，以同样的方式抽取和测量，每片平 均厚度为0. 1282mm ；在真空状态下静置4小时后测量厚度，每片平均厚度为0. 1307mm,反 弹率1. 95% ；这样可以把电极片的单面面密度提高到2. 236g/cmMl*2/3. 9/10+0. 016 = 0. 1332/(1+1. 95% )；(参见图 3)2、负电极，单面面密度0.965g/cm2，基材铜箔0.010mm，压实密度1.57g/cm3，这样 压实厚度即约为0. 965*2/1. 57/10+0. 010 = 0. 1330mm ；1)按现行工艺辊压，抽取100电极小片，电极压实后立即用千分尺测量厚度，每片 平均厚度为0. 1335mm ；在真空状态下静置4小时后，测量厚度，每片平均厚度为0. 1407mm, 反弹率5.39%。2)按本发明工艺辊压，烘箱温度设置为100°C，以同样的方式抽取和测量，每片平 均厚度为0. 1334mm ；在真空状态下静置4小时后，测量厚度，每片平均厚度为0. 1383mm, 反弹率3. 67%。同理可以适当增加单面面密度到1.0654g/cmM2*2/l. 57/10+0. 010 =0. 1407/(1+3. 67% )；(参见图 4) 综合1、2我们可以按以下方法推算采用了本发明工艺生产的423450AL电池容量 可以提升到2. 236/2. 18*850 = 871mAh，提高2. 57%。而且正电极2. 236g/cm2的单面面密 度和负电极1. 0654g/cm2单面面密度都是在工艺容许的范围内。
权利要求
一种锂离子电池电极片连续辊压装置，包括放卷轴、轧辊和收卷轴，其特征在于所述放卷轴与轧辊之间增加一个加热装置。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电极片连续辊压装置，其特征在于所述加 热装置为带有温度控制的电烤箱。
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池电极片连续辊压装置，其特征在于所述的 电烤箱的有效加热长度为30-100厘米。
4.根据权利要求2所述的一种锂离子电池电极片连续辊压装置，其特征在于所述的 电烤箱距离轧辊的距离为10-60厘米。
5.应用权利要求1所述的一种锂离子电池电极片的连续辊压工艺其特征在于电极 片采用低温热滚压，工艺步骤如下1)将干燥好的整卷电极固定在放卷轴上；2)牵引电极穿过烘烤箱、轧辊直至收卷轴；3)打开烘烤箱升温，调节系统纠偏和张力；4)调节轧辊压力，温度升至设定值，连续烘烤、辊压开始；5)电极收至收卷轴，辊压完成。
6.根据权利要求5所述一种锂离子电池电极片的连续辊压工艺其特征在于正电极 片辊压前加热温度设置为120-150°C ；
7.根据权利要求5所述一种锂离子电池电极片的连续辊压工艺其特征在于负电极 片辊压前加热温度设置为80-120°C ；
8.根据权利要求5所述一种锂离子电池电极片的连续辊压工艺其特征在于采用热 辐射和对流的方式加热电池电极片。
全文摘要
本发明公开的是一种锂离子电池电极连续辊压工艺及其装置其特征在于电极片采用低温热滚压工艺；所使用装置为在放卷轴与轧辊之间增加一个加热装置。非常有益的是，可以保证电极的干燥度，增加电极片的可塑性，减少滚压后电极片的回弹率，适当增加电极片的单面面密度，从而提升了电池的体积比容量，结构简单，操作方便。
文档编号B30B3/00GK101877397SQ200910303609
公开日2010年11月3日 申请日期2009年6月24日 优先权日2009年6月24日
发明者姚宇均, 席敏杰, 曹国瑞, 曹长河, 潘美姿, 王从伟 申请人:宁波维科电池有限公司