电池极片制备方法与流程

本发明属于电池技术领域，特别是涉及一种电池极片制备方法。

背景技术：

极片是电池的主要组成部分，其通常是在集流体上涂布活性物质而制成，现如今，为了提高极片的能量密度，极片在涂布的时候，通常会在集流体上预留出焊接极耳的凹槽，保证极耳焊接的凹槽无活性物质覆盖。

在现有技术中，该凹槽是通过在集流体的极耳预留位上粘贴发泡胶或热缩胶，然后再整体涂布活性物质，通过高温烘烤使得发泡胶或者热缩胶卷曲膨胀然后脱落，进而带动发泡胶或热缩胶上的活性物质层一起脱落，从而在集流体上形成无活性物质覆盖的凹槽。

然而在实际的应用中存在以下问题：1)在极片上制备预留极耳焊接位置的凹槽时，当发泡胶粘附在集流体上时，涂布机涂覆到集流体的活性物质量不变，导致涂覆有发泡胶的位置的厚度高于极片的其他位置的厚度(如图1所示)。当涂覆活性物质的集流体经过涂布烤箱干燥时，发泡胶受热剥离脱落形成无活性物质覆盖的凹槽，此时凹槽边缘的涂膜厚度会稍大于极片的标准厚度(即极片的其他位置的厚度，如图2所示)，在辊压的时候，凸起的活性物质会局部受力导致极片断裂；

2)同时发泡胶在受热膨胀剥离的时候，活性物质层受力不均匀，导致形成的凹槽的坡面极不规整，坡面上的活性物质有再次脱落的风险，从而可能污染极片。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对现有的极片在制备时容易出现断裂的问题，提供一种电池极片制备方法。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电池极片制备方法，包括：

在集流体的极耳预留位置上粘贴热除层，其中，所述热除层在达到一定温度时能从集流体上脱落；

在所述集流体和所述热除层上涂覆活性物质；

对涂覆有活性物质的集流体进行加热使所述活性物质凝固并使所述热除层从所述集流体上脱落，从而在所述集流体上形成用于焊接极耳的凹槽；

通过激光对所述凹槽的侧壁进行修整，使所述凹槽的侧壁的坡面角度α小于或等于90°。

可选地，所述通过激光对所述凹槽的侧壁进行修整具体为：采用激光雕刻机对所述凹槽的侧壁进行雕刻修整。

可选地，所述通过激光雕刻机对所述凹槽的侧壁进行雕刻修整更具体地为：通过扫描器对所述凹槽的轮廓信息、尺寸信息和位置信息进行测量，扫描器将所述凹槽的轮廓信息、尺寸信息和位置信息上传到用图软件，用图软件对所述凹槽的轮廓信息、尺寸信息和位置信息进行分析后传输至激光雕刻机，激光雕刻机根据接收到的所述凹槽的轮廓信息、尺寸信息和位置信息对所述凹槽的侧壁进行雕刻修整。

可选地，所述扫描器采用激光轮廓扫描仪或者工业相机。

可选地，所述对涂覆有活性物质的集流体进行加热具体包括：将所述集流体送至具有不同温区的烤箱进行加热。

可选地，所述不同温区包括预热区和高温区，所述集流体先经过预热区，在预热区受热升温，使得所述活性物质凝固，再经过高温区，使得所述热除层受热从所述集流体上脱落以在所述集流体上形成用于焊接极耳的凹槽。

可选地，所述热除层为发泡胶或者热缩胶。

可选地，所述高温区的温度范围为80℃-150℃。

可选地，所述在所述集流体和所述热除层上涂覆活性物质具体为：通过涂布机将活性物质涂布到所述集流体和所述热除层上。

可选地，所述电池极片制备方法还包括，在修整后的所述凹槽上焊接极耳。

本发明实施例提供的电池极片制备方法，与现有技术相比，通过在集流体的极耳预留位置上粘贴热除层，其中，热除层在达到一定温度时能从集流体上脱落；在集流体和热除层上涂覆活性物质；对涂覆有活性物质的集流体进行加热使活性物质凝固并使热除层从集流体上脱落，从而在集流体上形成用于焊接极耳的凹槽；此种方法提高了极片的生产效率，并且与现有的在集流体上间隔涂布活性物质相比，用于焊接极耳的凹槽的尺寸可以做得更小(具体可以通过控制热除层的尺寸从而控制凹槽的尺寸)，提高了极片的能量密度；并且通过激光雕刻的方式能快速精确地对凹槽的侧壁进行修整，切掉多余的不平整的部分，使得热除层脱落后形成的凹槽的侧壁平整无毛刺，在辊压极片的时候，极片不会因为活性物质有毛刺而受力不均匀导致极片断裂，也不会由于凹槽的侧壁不平整而出现掉粉、污染极片的风险。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的集流体上粘贴热除层时的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的活性物质涂覆在集流体和热除层上时的剖视图；

图3是本发明一实施例提供的热除层从集流体上脱落从而形成凹槽时的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的凹槽的侧壁经过激光修整后的结构示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、集流体；

2、热除层；

3、凹槽；

4、活性物质。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的电池极片制备方法，包括如下步骤：

s10：获取制作极片的原材料：集流体和热除层。

s20：如图1所示，在集流体1的极耳预留位置上粘贴热除层2，其中，热除层2在达到一定温度(此温度与热除层2的材质有关，)时能从集流体1上脱落；其中，热除层2可以为发泡胶或者热缩胶。

s30：如图2所示，在集流体1和热除层2上涂覆活性物质4。其中极片的极性与活性物质的材料有关，当制作的极片为正极片时，活性物质4包括钴酸锂、胶液、导电剂和溶剂，其中，钴酸锂可以替换为磷酸铁锂，胶液可以采用pvdf(聚偏氟乙烯)胶液，导电剂可以采用碳，溶剂可以采用nmp(n-甲基吡咯烷酮)；

当制作的极片为负极片时，活性物质4包括石墨、导电剂、胶液和溶剂，其中，导电剂可以采用碳，胶液可以采用cmc(羧甲基纤维素钠)，溶剂可以采用水。

s40：如图3所示，对涂覆有活性物质4的集流体1进行加热使活性物质4凝固并使热除层2从集流体1上脱落，从而在集流体1上形成用于焊接极耳的凹槽3。

s50：如图4所示，通过激光对凹槽3的侧壁进行修整，使凹槽3的侧壁的坡面角度α小于或等于90°。

本发明实施例提供的电池极片制备方法，与现有技术相比，通过在集流体1的极耳预留位置上粘贴热除层2，其中，热除层2在达到一定温度时能从集流体1上脱落；在集流体1和热除层2上涂覆活性物质4；对涂覆有活性物质4的集流体1进行加热使活性物质4凝固并使热除层2从集流体1上脱落，从而在集流体1上形成用于焊接极耳的凹槽3；此种方法提高了极片的生产效率，并且与现有的在集流体1上间隔涂布活性物质4相比，用于焊接极耳的凹槽3的尺寸可以做得更小(具体可以通过控制热除层2的尺寸从而控制凹槽3的尺寸)，提高了极片的能量密度；并且通过激光雕刻的方式能快速精确地对凹槽3的侧壁进行修整，切掉多余的不平整的部分，使得热除层2脱落后形成的凹槽3的侧壁平整无毛刺，在辊压极片的时候，极片不会因为活性物质4有毛刺而受力不均匀导致极片断裂，也不会由于凹槽3的侧壁不平整而出现掉粉、污染极片的风险。

在一实施例中，步骤s50具体为，即，通过激光对凹槽3的侧壁进行修整具体为：采用激光雕刻机对凹槽3的侧壁进行雕刻修整。

较优地，通过激光雕刻机对凹槽3的侧壁进行雕刻修整更具体地为：通过扫描器对凹槽3的轮廓信息、尺寸信息和位置信息进行测量，扫描器将凹槽3的轮廓信息、尺寸信息和位置信息上传到用图软件，用图软件对凹槽3的轮廓信息、尺寸信息和位置信息进行分析后传输至激光雕刻机，激光雕刻机根据接收到的凹槽3的轮廓信息、尺寸信息和位置信息对凹槽3的侧壁进行雕刻修整。

例如，激光雕刻机包括控制系统、激光器、光路通道和激光头，激光头和光路通道连通，激光器发出的激光经过光路通道到达激光头，由激光头对凹槽3的侧壁进行激光雕刻修整，其中，用图软件集成在控制系统内，用图软件接收到扫描器传输过来的凹槽3的轮廓信息、尺寸信息和位置信息并进行分析，控制系统根据用图软件分析后的信息控制激光头对凹槽3的侧壁进行激光雕刻修整，切掉多余的不平整的部分，使凹槽3的侧壁的坡面角度α小于或等于90°。采用激光对材料表面进行照射，使材料发生瞬间的熔化和气化，可以使材料表面平滑细致，以达到对凹槽3的侧壁进行修饰的目的，具有加工精度高、速度快、效果一致、高速快捷和成本低廉等优点。

其中，扫描器可以采用激光轮廓扫描仪或者工业相机。激光雕刻机可以采用现有的激光雕刻机，用图软件为与激光雕刻机相匹配的软件，此为现有技术，故其结构和原理在此不作赘述。

较优地，扫描器采用激光轮廓扫描仪，激光轮廓扫描仪具有高频率、高精度的优点，可以在任何环境中进行测绘。

在一实施例中，步骤s30，即，在集流体1和热除层2上涂覆活性物质4具体为：通过涂布机将活性物质4涂布到集流体1和热除层2上。通过涂布机将活性物质4涂布到集流体1和热除层2上可以提高涂布的效率。

具体的，可以为，先在集流体1的极耳预留位置上粘贴热除层2，将贴有热除层2的集流体1输送至涂布机上进行涂布，使得活性物质4覆盖集流体1和热除层2，通过加热装置对涂覆有活性物质4的集流体1进行加热使活性物质4凝固并使热除层2从集流体1上脱落，从而在集流体1上形成用于焊接极耳的凹槽3，继续将形成有凹槽3的集流体1运送至激光雕刻机，由扫描器对凹槽3的轮廓信息、尺寸信息和位置信息进行测量，扫描器将凹槽3的轮廓信息、尺寸信息和位置信息上传到用图软件，用图软件接收到扫描器传输过来的凹槽3的轮廓信息、尺寸信息和位置信息并进行分析，控制系统根据用图软件分析后的信息控制激光头对凹槽3的侧壁进行激光雕刻修整，使凹槽3的侧壁的坡面角度α小于或等于90°。其中可以人工将热除层2粘贴在集流体1的极耳预留位置上，也可以通过粘贴装置将热除层2粘贴在集流体1的极耳预留位置上。

在一实施例中，步骤s40，即，对涂覆有活性物质4的集流体1进行加热具体包括：将集流体1送至具有不同温区的烤箱进行加热。

较优地，不同温区包括预热区和高温区，集流体1先经过预热区，在预热区受热升温，使得活性物质4凝固，再经过高温区，使得热除层2受热从集流体1上脱落以在集流体1上形成用于焊接极耳的凹槽3。其中，预热区的温度主要跟活性物质4凝固的温度有关，只要能保证活性物质4凝固而热除层2不脱落即可。

较优地，高温区的温度范围为80℃-150℃。高温区具体的温度范围可以根据热除层2的材质进行选择，例如当热除层2为发泡胶时，由于发泡胶的发泡温度为100℃-130℃，此时，高温区的温度可以设置为100℃-130℃。发泡胶达到发泡温度从而膨胀崩起，膨胀崩起时带动其上以及其边缘的活性物质层断裂，从而在集流体1上形成凹槽3。

较优地，集流体1均匀地通过具有不同温区的烤箱，可以使集流体1均匀受热，制成后的极片更加规整，质量更好。

在一实施例中，在步骤s50之后，即，在通过激光对凹槽3的侧壁进行修整之后，电池极片制备方法还包括步骤s60：对集流体1和涂覆在其上的活性物质4一起进行辊压。以提高活性物质4与集流体1之间的紧密性，并且提高了能量密度。

在一实施例中，电池极片制备方法还包括，s70：在修整后的凹槽3上焊接极耳。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。