锂离子电池用极片处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锂离子电池制备领域，尤其涉及一种适锂离子电池用极片处理工艺。
【背景技术】
[0002] 为减少对石油的依赖程度和C02的排放量，提高电池性能，改善汽车的整体性能， 发展电动汽车用动力电池具有重要的社会意义。然而锂离子电池是目前新能源汽车技术和 成本上最大的瓶颈，其安全性和使用寿命还有待提高，甚至频繁发生电池燃烧、爆炸等严重 事故。
[0003] 在现有技术中人们往往采用刀模切割极片，但是本发明人在进行本发明研究过程 中发现，采用刀模切割的极片的边缘存在很多毛刺，容易刺穿隔膜，导致短路，影响电池的 电化学性能和安全性。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例的目的之一在于提供一种锂离子电池用极片处理工艺，应用该技术 方案有利于去除极片边缘的毛刺，避免隔膜刺穿，有利于提高电池的电化学性能和安全性。
[0005] 本发明实施例提供的一种锂离子电池用极片处理工艺，包括：
[0006] 刀模切割得到预定形状的锂离子电池用极片，
[0007] 层叠所述极片，使任意相邻的两所述极片之间面对面接触层叠在一起，且各所述 极片的外边缘相互正对平齐，组成层叠极片体，
[0008] 激光切割所述层叠极片体的外周边缘，所述层叠极片体的外周边缘的毛刺受热熔 化或汽化，熔化或汽化的毛刺在气流带动下被带走，从而切割去除所述层叠极片体的外周 边缘的毛刺，得到用于制备锂离子电池的极片。
[0009] 可选地，所述激光形成的切割刀口的形状与所述层叠极片体的外周边缘轮廓一 致，所述激光形成的切割刀口位于所述层叠极片体的外周的轮廓外，且所述激光形成的切 割刀口与所述层叠极片体的外周轮廓具有确定的间隔。
[0010] 可选地，所述激光与所述层叠极片体之间的间隔为：1毫米-4. 50毫米。
[0011] 可选地，所述激光的光束宽度为：5-30 ym。
[0012] 可选地，在所述层叠极片体的正投影区域设置有冷却源，用于冷却所述层叠极片 体。
[0013] 可选地，所述冷却源为：覆盖在所述层叠极片体的顶面以及底面的冷却管，
[0014] 所述冷却管内封装有冷却物。
[0015] 可选地，所述冷却源为：凝固温度低于空气的气流。
[0016] 可选地，所述气流的气体的体积比如下：
[0017] 氩气：氮气：甲烷=3 :6 :1。
[0018] 可选地，所述气流的气体的体积比如下：
[0019] 氩气：氮气：甲烷=1 :6 :3。
[0020] 可选地，所述气流的气体的体积比如下：
[0021] 氩气：氮气：甲烷=2 :6 :2。
[0022] 由上可见，采用本实施例技术方案，在激光切割极片毛刺时，使激光与层叠极片体 的外周边缘具有预定的间距，禁止激光照射到极片，避免激光的热量传导到极片本体上，避 免极片上的极性活性物质的物化性能受高温影响而发生变化。故采用本实施例提供的使激 光与极片外周边缘具有预定间距而非直接接触（即激光与待切割的毛刺之间具有预定间 距而非直接接触）的技术方案，有利于避免激光对极片上的极性活性物质的性能的影响， 确保极片的极性活性物质的物化性能不受影响。
[0023] 由上可见，采用本实施例技术方案可以将激光切割应用于极片外周的毛刺切割成 为现实，既避免极片毛刺刺穿隔膜而导致电池短路等隐患又不会由于激光高温影响极片的 极性活性物质的物化性能，故应用本实施例技术方案有利于降低电池的短路率，提高电池 的安全性能等。
【附图说明】
[0024] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本发明的不当限定。
[0025] 图1为本发明时【具体实施方式】提供的一种锂离子电池用极片处理工艺流程示意 图。
【具体实施方式】
[0026] 下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例 以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0027] 本实施例提供了一种锂离子电池用极片处理工艺，该工艺主要包括以下步骤：
[0028] 步骤101 :刀模切割得到预定形状的锂离子电池用极片。
[0029] 按照现有技术，采用刀模切割已涂覆有极性物质的极片，得到预定尺寸、预定形状 的锂离子电池用极片。该极片的形状、规格可以根据当前的锂离子电池的形状以及规格、以 及该锂离子电池的制备工艺确定。譬如，当锂离子电池采用卷绕工艺制备时，极片一般为 矩形长条状（但可以也不限于其他形状）；当电池为方形叠片锂离子电池时，该极片的主体 为方形，在方形主体上水平延伸与极耳焊接部（或者极耳）；当该电池为其他异形比如圆形 叠片锂离子电池时，该极片的主体为圆形，在圆形主体上水平延伸与极耳焊接部（或者极 耳）。
[0030] 步骤102 :层叠极片，使任意相邻的两极片之间面对面接触层叠在一起，并且各极 片的外边缘相互正对平齐，组成层叠极片体。
[0031] 使刀模切割得到的极片上下面对面正对层叠在一起，形成层叠极片体，在层叠极 片体内的各极片的外周边缘均上下正对平齐。
[0032] 其中层叠极片体内的极片的片数根据实际设定，譬如，当极片的厚度较厚时，其层 叠的极片的片数较少，当在激光切割时对层叠极片体的极片本体进行冷却的冷却强度较高 时，可以使层叠极片体内层叠的极片的片数较多，这样有利于提高工艺效率，反之，则使层 叠极片体内层叠的极片的片数较多，确保在极片的激光切割时，对各极片的冷却效果，避免 中间层极片的温度过高而导致极片的极性活性物质的物化性能发生变化。
[0033] 步骤103 :激光切割层叠极片体的外周边缘，层叠极片体内各层极片的外周边缘 的毛刺均受热熔化或汽化，熔化或汽化的毛刺在气流带动下被带走，从而切割去除所述层 叠极片体的外周边缘的毛刺，得到用于制备锂离子电池的极片。
[0034] 本实施例的激光与各极片相互垂直，使激光与极片的外周边缘具有预定的间隔， 且与外周边缘形成的平面相互平行。
[0035] 作为本实施例的示意，本实施例可以但不限于使其切割所用的激光束沿着层叠极 片体的外周边缘运动一周，从而逐步将层叠极片体中的各极片的外周边缘的毛刺去除，在 激光切割时，同时有气流吹过层叠极片体，气流带走切割下来的毛刺，达到彻底去除极片边 缘毛刺的目的。
[0036] 采用本实施例技术方案，在激光切割极片毛刺时，使激光与层叠极片体的外周边 缘具有预定的间距，禁止激光照射到极片，避免激光的热量传导到极片本体上，避免极片上 的极性活性物质的物化性能受高温影响而发生变化。故采用本实施例提供的使激光与极片 外周边缘具有预定间距而非直接接触（即激光与待切割的毛刺之间具有预定间距而非直 接接触）的技术方案，有利于避免激光对极片上的极性活性物质的性能的影响，确保极片 的极性活性物质的物化性能不受影响。
[0037] 由上可见，采用本实施例技术方案可以将激光切割应用于极片外周的毛刺切割成 为现实，既避免极片毛刺刺穿隔膜而导致电池短路等隐患又不会由于激光高温影响极片的 极性活性物质的物化性能，故应用本实施例技术方案有利于降低电池的短路率，提高电池 的安全性能等。
[0038] 作为本实施例的示意，上述使激光束沿着极片的外周边缘运动，另外也可以将层 叠极片体放着一个可在同一平面内360度运动的旋转台上，使激光束不动，在同一平面内 360度移动旋转台，使激光束与层叠极片体发生相对运动从而使激光束经过层叠极片体的 外周边缘一圈，实现激光束对层叠极片体的外周边缘的毛刺的切割。
[0039] 作为本实施例的示意，本实施例还可以但不限于采用以下技术方案实现：使激光 形成的切割刀口的形状与所述层叠极片体的外周边缘轮廓一致，使激光形成的切割刀口位 于层叠极片体的外周的轮廓外侧，且激光形成的切割刀口与层叠极片体的外周轮廓具有预 定的间隔而非直接接触，这样无需移动激光或者层叠极片体即可通过一次性切割同时将层 叠极片体中的各极片的外周边缘的毛刺同时去除，采用本实施例技术方案既有利于提高生 产效率，且采用本技术方案无需移动激光束或者层叠极片体，避免移动过程中层叠极片体 各层位置的偏移以及激光束的运动轨迹偏移从而导致的切割误差，有利于提高激光切割的 精度；并且，本实施例技术方案特别适用于形状各异的极片的切割，比如圆形、苹果状、或者 其他不规则形状的极片的毛刺切割。
[0040] 作为本实施例的示意，在进行激光切割去除毛刺时，使激光与层叠极片体的外周 边缘的间隔为1晕米 _4. 50晕米（譬如其间隔为1晕米、1. 5晕米、2晕米、3晕米、4晕米、 4. 5毫米等，具体根据被加工的极片的集流体的厚度、冷却源对层叠极片体的冷却效率，设 定激光与极片的外周边缘的间隔。一般地，极片的厚度越厚、冷却源对层叠极片体的冷却效 果越好，激光与极片的外周边缘之间的间隔越窄。采用本实施例技术方案，既能确保激光 对极片外周毛刺切割的彻底性，又能避免激光能量对极片的极性活性物质的物化性能的影 响。
[0041] 作为本实施例的示意，本实施例采用的激光具有高聚焦性，其光束的直径可以根 据极片毛刺的长度进行确定，其激光的直径一般为5-30 y m，激光束聚焦后形成具有极强能 量的很小作用点，激光光能转换成的热能保持在极小的区域内，可提供狭小的直边割缝，仅 有少量热传到极片的其它部分，所以对极片上的极性活性材料的物化性质影响几乎为零， 从而保证了电池材料原有性能的正常发挥，在进行激光去除极片的毛刺时，激光的输出功 率为：50-100W即可。
[0042] 作为本实施例的示意，在层叠极片体的正投影区域还设置有冷却源，用于冷却层 叠极片体，使在层叠极片体的外周边缘进行激光切割去除极片的毛刺时，冷却源对层叠极 片体进行冷却，降低激光辐射到层叠极片体内的各极片的能量，避免高温对各极片上的极 性活性物质的物化性能的影响。
[0043] 作为本实施例的示意