一种埋极耳结构锂离子电池的极片制造方法与流程

1.本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种埋极耳结构锂离子电池的极片制造方法。


背景技术：

2.埋极耳结构的锂电池极片加工的一般流程为：极粉活性物质涂覆、清粉(制造凹槽)、碾压、分切、加工缺口。其中清粉一般采用激光清粉或贴发泡胶除粉或刀片刮粉等几种清粉方式。清粉程序是在去除极片上表面部分极粉活性物质的同时仍要保留金属集流体。去除极粉的部分统称为“凹槽”。金属集流体上的“凹槽”用于焊接极耳。正极激光清粉是在极片的碾压前完成，导致碾压时金属集流体凹槽的厚度远远低于周围的极粉活性物质厚度，使得凹槽部位延展率低于周围的极片，延展率的差异造成凹槽与极粉活性物质的交界处形成应力。极片分切时出现在有应力的交界处频繁断带，而无法生产。为了避免分切断带，则选择沿着凹槽旁边的极粉分切，因此导致凹槽旁边会保留有一定宽度的残粉。极耳焊接时，“残粉”会与极耳重叠，造成重叠位置的局部厚度偏厚，直接影响到电池总体厚度，降低了能量密度；同时电池使用中重叠区域容易发生析锂现象，降低电池的安全性。
3.目前处理上述问题的方法是，在极片的残粉部位制造一个缺口，将残粉切除防止与极耳重叠。但是去除残粉制造缺口的同时，也将金属集流体切除了一部分。且这部分金属集流体位于极耳部位，其所承载的电流密度比极片其它地方的金属集流体高，则会提高电池大电流充电和放电时的电流密度，降低电池的大电流充电和放电的安全性；且缺口也会造成极耳可焊接面积的降低，导致极耳焊接可靠性降低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种埋极耳结构锂离子电池的极片制造方法，既不会导致极耳和残粉重叠，也避免了凹槽处制造的缺口对极片和电池造成的负面影响。
5.本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种埋极耳结构锂离子电池的极片制造方法，其特征是：利用激光清粉与毛刷辊刷粉相结合将极粉活性物质的残粉去除，既对正常的凹槽部位激光清粉，也对预期残粉区域及其相邻区域的极粉活性物质进行激光扫描，激光扫描后的极粉活性物质保持蓬松状态，具体步骤如下：
6.1)激光扫描清粉：除利用激光扫描将金属集流体凹槽部位的极粉活性物质清除干净，同时还对预期残粉区域及其相邻区域的极粉活性物质进行激光扫描，该区域激光扫描功率是凹槽部位激光扫描功率的30～80％，并清除掉该区域30～80％的极粉活性物质，通过测量相应区域的极片厚度检测清除活性物质的数量；
7.2)碾压极片：极片碾压工序后预期残粉区域及其相邻区域的极粉活性物质保持蓬松状态；
8.3)分切：在预期残粉区域与相邻区域的交界位置进行分切；
9.4)辊刷：用毛刷辊对预期残粉区域的极粉活性物质进行辊刷去除，毛刷辊转速为100～200转/分，时间3～5秒，毛刷辊对极片的压力为0-20n；
10.5)卷绕：将极耳焊接在极片上，将胶带贴在极片上，最后将极片切断并与隔膜卷绕成为极组。之后再经过封装等工序后成为成品电池。
11.进一步的，所述预期残粉区域长度为0mm-5mm，预期残粉区域宽度等于凹槽宽度。
12.进一步的，所述预期残粉区域的相邻区域长度大于0.5mm，小于3mm。
13.进一步的，所述毛刷辊的宽度为凹槽宽度的60％～120％。
14.有益效果：与现有技术相比，本发明对预期残粉区域及其相邻区域的极粉活性物质进行激光扫描，激光扫描后的极粉活性物质保持蓬松状态，又增加辊刷工序，去掉加工缺口工序，既不会导致极耳和残粉重叠，也避免了凹槽处制造的缺口对极片和电池造成的负面影响。
附图说明
15.图1是分切后极片的局部示意图；
16.图2是分切后且加工完缺口极片的局部示意图；
17.图3是焊接极耳后的极片的局部示意图；
18.图4是分切且清除残粉后的极片的局部示意图：
19.图5是焊接极耳后的极片的局部示意图；
20.图6是清粉后的极片局部示意图。(摘要附图)
21.图中：1、极粉活性物质，2、金属集流体上的凹槽，3、残粉，4、缺口，5、金属极耳，6、金属极耳和金属集流体的焊接区域，7、残粉被清除后露出的金属集流体，8、残粉区域的相邻区域，9、预期的残粉部位，10、预期的残粉部位的相邻区域，11、预期的极片分切位置，12、凹槽的宽度。
具体实施方式
22.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
23.在本发明的各实施例中，为了便于描述而非限制本发明，本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
24.详见附图，本实施例提供了一种埋极耳结构锂离子电池的极片制造方法，利用激光清粉与毛刷辊刷粉相结合将极粉活性物质的残粉去除，既对正常的凹槽部位激光清粉，
也对预期残粉区域及其相邻区域的极粉活性物质进行激光扫描，激光扫描后的极粉活性物质保持蓬松状态，具体步骤如下：
25.1)激光扫描清粉：除利用激光扫描将金属集流体凹槽部位的极粉活性物质清除干净，同时还对预期残粉区域及其相邻区域的极粉活性物质进行激光扫描，该区域激光扫描功率是凹槽部位激光扫描功率的30～80％，并清除掉该区域30～80％的极粉活性物质，通过测量相应区域的极片厚度检测清除活性物质的数量；
26.2)碾压极片：极片碾压工序后预期残粉区域及其相邻区域的极粉活性物质保持蓬松状态；
27.3)分切：在预期残粉区域与相邻区域的交界位置进行分切；
28.4)辊刷：用毛刷辊对预期残粉区域的极粉活性物质进行辊刷去除，毛刷辊转速为100～200转/分，时间3～5秒，毛刷辊对极片的压力为0-20n；
29.5)卷绕：将极耳焊接在极片上，将胶带贴在极片上，最后将极片切断并与隔膜卷绕成为极组。之后再经过封装等工序后成为成品电池。
30.本实施例的优选方案是，所述预期残粉区域长度为0mm-5mm，预期残粉区域宽度等于凹槽宽度。
31.本实施例的优选方案是，所述预期残粉区域的相邻区域长度大于0.5mm，小于3mm。
32.本实施例的优选方案是，所述毛刷辊的宽度为凹槽宽度的60％～120％
33.本发明可以通过如下方式进行实施：
34.1.使用激光扫描进行清粉，凹槽部位极粉活性物质清除干净。同时对预期残粉区域及其相邻区的极粉活性物质也进行激光扫描，但功率为凹槽部分的功率的约50％，清除大约50％的部分极粉活性物质。清除活性物质的数量可以通过测量相应区域的极片厚度来测量。
35.2.极片进行碾压。此时预期残粉区域及其相邻区的极粉活性物质由于被激光扫描过，厚度降低，所以基本不会受到压缩，几乎不会延展。应力集中未经激光扫描的区域和经过激光扫描区域(包括凹槽、预期残粉区域及其相邻区)的边界。
36.经过试验摸索，对预期残粉区域及其相邻区的激光扫描功率为凹槽部分功率的30～80％时，预期残粉区域及其相邻区在极片碾压工序后，极粉仍较为蓬松，后序进行辊刷时较容易去除。
37.3.分切时，从预期残粉区域及其相邻区的交界位置进行分切，此处几乎没有应力，所以不会频繁断带，分切可以正常生产。
38.4.用毛刷辊对残粉区域的极粉活性物质进行辊刷去除，由于该区域在极片碾压工序基本没有受到压缩，所以极粉活性物质较为蓬松，易于去除。毛刷辊转速可以是100～200转，时间3～5秒，毛刷辊对极片的压力可以是0-20n，毛刷辊的宽度可以等于凹槽的宽度。
39.预期残粉区域长度可以是1mm，在设备工程能力允许的条件下尽可能的小，以降低辊刷去粉的难度，最小应＞0mm。经试验长度＞5mm时辊刷难度升高，不易快速清除残粉；其宽度可以等于凹槽宽度。
40.预期残粉区域相邻区域的长度可以是1mm，以保证分切位置离应力居中区域有一定的距离。经试验低于0.5mm时分切工序容易断带，长度＞0.5mm时可以保证远离应力集中区域从而保证不在分条时频繁断带；其宽度可以等于凹槽宽度。
41.毛刷辊的宽度可以是凹槽宽度的60％～120％，保证宽度大于极耳宽度。且不能太大，否则刷走过多的极粉活性物质会降低容量。
42.上述参照实施例对一种埋极耳结构锂离子电池的极片制造方法的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。