一种极片补锂设备的制作方法

本技术属于二次电池，尤其涉及一种极片补锂设备。

背景技术：

1、近年来，国家政策大力鼓励新能源行业发展，资本市场对新能源行业的投资热情空前巨大，加之传统汽车行业纷纷转型，导致行业竞争加剧，能占据技术制高点就能占领市场。

2、高能量密度、长寿命是未来动力电池发展的主要方向，目前，主流的开发方向是预锂化技术。预锂化技术分为正极预锂化技术和负极预锂化技术。正极预锂化通常是利用可分散的锂盐作为补锂添加剂，加入到正极活性材料中，通过锂盐分解过程中，存在锂化效率低、杂质多，电芯产气等问题；负极预锂化通常以锂粉、含锂浆料和锂带等含锂物质作为预锂化剂，通过外力方式与负极极片结合，达到预锂化的目的，相较于正极预锂化技术，负极预锂化由于加入的是锂带，锂粉或者含锂浆料，其锂活性含量高，一般锂化效率高；但目前负极预锂化由于引入的补锂材料活性高，容易与空气发生副反应，因此预锂化过程，工艺相对复杂，安全性差。

3、为了保证补锂过程中的安全性，一般将金属锂粉悬浮于有机溶剂中构成含锂浆料补锂剂，同时进行相应的包覆处理。第一包覆层为紧密的无机层，第二包覆层为有机层。第一包覆层含li2o，li2co3，lioh、导电碳和cnt等；第二包覆层包含聚四氟乙烯、丁苯橡胶、丙烯酸酯类、羧甲基纤维素钠和壳聚糖等。这种预锂化剂由于双层包覆后，活性降低，相较于锂粉而言，能在常规空气气氛和温湿度条件下进行涂覆，能兼容在现有的锂离子生产线上，设备与环境的改造成本低。但这种惰性化处理的含锂浆料涂敷于极片，烘干溶剂后，在与负极材料进行锂化反应时，由于外层的包覆层存在，反应活性降低，因此为了保证金属锂，增强反应活性。目前常见的压碎方式为对辊冷压方式，但是由于包覆层有高分子聚合物存在，在辊压时，会由于聚合物的粘结性，导致锂粉粘黏在转移辊和冷轧辊上，影响冷压的效率和生产安全性。同时辊压之后，暴露的金属锂在空气中易氧化，如果长期暴露在空气环境中，收卷存在安全隐患。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种极片补锂设备，能够实现极片补锂涂布、烘干、辊压以及收卷一体化操作，避免粘辊问题，以及收卷的安全性问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种极片补锂设备，包括依次设置的放卷机构、涂布机构、烘干机构、辊压机构、收卷机构，所述放卷机构用于将待补锂极片进行放卷，所述涂布机构用于将放卷机构所放卷的待补锂极片进行补锂涂布，所述烘干机构用于将涂布机构涂布后的极片进行烘干，所述辊压机构用于对烘干机构处理后的极片进行辊压，所述收卷机构用于对辊压机构处理后的极片进行收卷，所述辊压机构包括上冷压辊、下冷压辊、上上料装置和下上料装置，所述上冷压辊与下冷压辊相对设置，所述上冷压辊和下冷压辊分别位于补锂极片的上下两侧，上上料装置用于将保护浆料涂覆至上冷压辊，下上料装置用于将保护浆料涂覆至下冷压辊。

4、优选地，所述辊压机构还设置有纠偏装置，纠偏装置设置于上冷压辊与收卷机构之间。

5、优选地，所述收卷机构包括壳体、收卷辊和惰性气体装置，所述收卷辊设置于壳体内，收卷辊用于对辊压机构处理后的极片进行收卷，所述惰性气体装置用于将壳体内充满惰性气体，所述壳体设置有进料口和进气孔，辊压机构处理后的极片通过进料口进入壳体，并在收卷辊处进行收卷，所述惰性气体装置通过进气孔与壳体连接。

6、优选地，所述收卷机构还包括导向辊，所述导向辊用于调节进入壳体后极片的角度，所述导向辊设置于壳体内，所述导向辊设置于进料口与收卷辊之间。

7、优选地，所述收卷机构还包括设置于壳体内的张力辊，所述张力辊用于调节极片的松紧程度，所述张力辊设置于导向辊与收卷辊之间。

8、优选地，所述进气孔设置有控制气体进入或气体排出的控制阀门，所述壳体还设置有用于监测壳体内的惰性气体浓度与压强的气体监测仪，所述气体监测仪与控制阀门电连接。

9、优选地，所述进料口的长度比极片的宽度大1％～8％，所述进料口的高度为1～5cm。

10、优选地，所述壳体还设置有密封装置，所述密封装置包括驱动装置、密封盖板、监测装置以及进料管道，所述进料管道设置于进料口，所述驱动装置设置于壳体外侧，所述驱动装置用于根据监测装置的信号来驱动密封盖板将进料管道关闭或打开，所述监测装置用于监测进料管道是否有极片通过，并将信号输送至驱动装置，所述监测装置包括光发射器和光接收器，光发射器与光接收器位于壳体内侧的进料管道的两端，驱动装置与光发射器和光接收器电连接。

11、优选地，所述上上料装置包括第一喷头、第一海绵辊、第一槽盒以及第一驱动装置，第一喷头用于将保护浆料喷至第一海绵辊的表面，第一槽盒用于装载第一海绵辊，第一海绵辊与上冷压辊抵触连接，第一驱动装置用于驱动第一海绵辊转动；所述下上料装置包括第二喷头、第二海绵辊、第二槽盒以及第二驱动装置，第二喷头用于将保护浆料喷至第二海绵辊的表面，第二槽盒用于装载第二海绵辊，第二海绵辊与下冷压辊抵触连接，第二驱动装置用于驱动第二海绵辊转动。

12、优选地，所述烘干机构的长度为5～25m。

13、相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的一种极片补锂设备，能够实现极片补锂涂布、烘干、辊压保护浆料以及收卷一体化操作，避免粘辊问题，以及收卷的安全性问题。

技术特征：

1.一种极片补锂设备，其特征在于，包括依次设置的放卷机构(p1)、涂布机构(1)、烘干机构(2)、辊压机构(3)、收卷机构(4)，所述放卷机构(p1)用于将待补锂极片进行放卷，所述涂布机构(1)用于将放卷机构(p1)所放卷的待补锂极片进行补锂涂布，所述烘干机构(2)用于将涂布机构(1)涂布后的极片进行烘干，所述辊压机构(3)用于对烘干机构(2)处理后的极片进行辊压，所述收卷机构(4)用于对辊压机构(3)处理后的极片进行收卷，所述辊压机构(3)包括上冷压辊(31)、下冷压辊(32)、上上料装置(33)和下上料装置(34)，所述上冷压辊(31)与下冷压辊(32)相对设置，所述上冷压辊(31)和下冷压辊(32)分别位于补锂极片的上下两侧，上上料装置(33)用于将保护浆料涂覆至上冷压辊(31)，下上料装置(34)用于将保护浆料涂覆至下冷压辊(32)。

2.根据权利要求1所述的极片补锂设备，其特征在于，所述辊压机构(3)还设置有纠偏装置(35)，纠偏装置(35)设置于上冷压辊(31)与收卷机构(4)之间。

3.根据权利要求1所述的极片补锂设备，其特征在于，所述收卷机构(4)包括壳体(41)、收卷辊(42)和惰性气体装置(43)，所述收卷辊(42)设置于壳体(41)内，收卷辊(42)用于对辊压机构(3)处理后的极片进行收卷，所述惰性气体装置(43)用于将壳体(41)内充满惰性气体，所述壳体(41)设置有进料口(44)和进气孔，辊压机构(3)处理后的极片通过进料口(44)进入壳体(41)，并在收卷辊(42)处进行收卷，所述惰性气体装置(43)通过进气孔与壳体(41)连接。

4.根据权利要求3所述的极片补锂设备，其特征在于，所述收卷机构(4)还包括导向辊(45)，所述导向辊(45)用于调节进入壳体(41)后极片的角度，所述导向辊(45)设置于壳体(41)内，所述导向辊(45)设置于进料口(44)与收卷辊(42)之间。

5.根据权利要求4所述的极片补锂设备，其特征在于，所述收卷机构(4)还包括设置于壳体(41)内的张力辊(46)，所述张力辊(46)用于调节极片的松紧程度，所述张力辊(46)设置于导向辊(45)与收卷辊(42)之间。

6.根据权利要求3所述的极片补锂设备，其特征在于，所述进气孔设置有控制气体进入或气体排出的控制阀门，所述壳体(41)还设置有用于监测壳体(41)内的惰性气体浓度与压强的气体监测仪，所述气体监测仪与控制阀门电连接。

7.根据权利要求3所述的极片补锂设备，其特征在于，所述进料口(44)的长度比极片的宽度大1％～8％，所述进料口(44)的高度为1～5cm。

8.根据权利要求3所述的极片补锂设备，其特征在于，所述壳体(41)还设置有密封装置(47)，所述密封装置(47)包括驱动装置(471)、密封盖板(472)、监测装置以及进料管道(475)，所述进料管道(475)设置于进料口(44)，所述驱动装置(471)设置于壳体(41)外侧，所述驱动装置(471)用于根据监测装置的信号来驱动密封盖板(472)将进料管道(475)关闭或打开，所述监测装置用于监测进料管道(475)是否有极片通过，并将信号输送至驱动装置(471)，所述监测装置包括光发射器(473)和光接收器(474)，光发射器(473)与光接收器(474)位于壳体(41)内侧的进料管道(475)的两端，驱动装置(471)与光发射器(473)和光接收器(474)电连接。

9.根据权利要求1所述的极片补锂设备，其特征在于，所述上上料装置(33)包括第一喷头(331)、第一海绵辊(332)、第一槽盒(333)以及第一驱动装置(334)，第一喷头(331)用于将保护浆料喷至第一海绵辊(332)的表面，第一槽盒(333)用于装载第一海绵辊(332)，第一海绵辊(332)与上冷压辊(31)抵触连接，第一驱动装置(334)用于驱动第一海绵辊(332)转动；所述下上料装置(34)包括第二喷头(341)、第二海绵辊(342)、第二槽盒(343)以及第二驱动装置(344)，第二喷头(341)用于将保护浆料喷至第二海绵辊(342)的表面，第二槽盒(343)用于装载第二海绵辊(342)，第二海绵辊(342)与下冷压辊(32)抵触连接，第二驱动装置(344)用于驱动第二海绵辊(342)转动。

10.根据权利要求1所述的极片补锂设备，其特征在于，所述烘干机构(2)的长度为5～25m。

技术总结
本技术属于二次电池技术领域，尤其涉及一种极片补锂设备，包括输送机构以及依次连接的放卷机构、涂布机构、烘干机构、辊压机构、收卷机构，所述输送机构用于将放卷机构所放出的极片通过传送带依次输送至涂布机构、烘干机构、辊压机构和收卷机构，所述辊压机构包括上冷压辊、下冷压辊、上上料装置和下上料装置，所述上冷压辊与下冷压辊相对设置，所述上冷压辊和下冷压辊分别位于传送带的上下两侧，上上料装置用于将保护浆料涂覆至上冷压辊，下上料装置用于将保护浆料涂覆至下冷压辊。本技术的一种极片补锂设备，能够实现极片补锂涂布、烘干、辊压以及收卷一体化操作，避免粘辊问题，以及收卷的安全性问题。

技术研发人员：金钊,张浩,张传健
受保护的技术使用者：江苏正力新能电池技术有限公司
技术研发日：20221114
技术公布日：2024/1/12