复合箔材处理方法及辊压装置与流程

本发明涉及电池加工，尤其涉及复合箔材处理方法及辊压装置。

背景技术：

1、传统的集流体通常由铝箔或铜箔组成，其硬度较大，一旦产生毛刺容易刺穿隔膜形成短路。现在常采用复合箔材作为集流体，复合箔材的结构为中间是聚合物层，聚合物层的两侧是金属层的三明治结构。

2、复合箔材中的聚合物层具有抗拉伸断裂强度高、质地软以及镀层薄的优势，因此不容易出现毛刺，即便出现毛刺，也会因为质地软镀层薄刺穿隔膜的可能性比较小，进而能够很好地防止电池内部发生短路，提升电池的安全性能。此外，聚合物材料本身的热膨胀系数较低且具有遇热收缩的特性，从而避免电池进一步发热、燃烧和爆炸等问题。

3、但复合箔材的正反两面不导通，需要通过工艺手段将正反面导通。传统工艺是采用超声波转接焊，这种焊接方式的工作原理就是在复合箔材被焊齿焊接的位置使上下两层金属层导通，并由纯箔材将电流导出。焊齿处电子导通受到焊接工艺影响波动较大，成型后的电芯内阻较大且波动较大，其快充性能也受到限制。

4、因此，亟需复合箔材处理方法及辊压装置，以解决以上问题。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供一种复合箔材处理方法，能够减小复合箔材上下两层金属层的导通稳定性，从而减小成型后电芯内阻以及内阻波动。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、复合箔材处理方法，包括：

4、s1：在聚合物层的两个表面镀覆金属层，加工成复合箔材；

5、s2：对所述复合箔材进行辊压，使得至少其中一层所述金属层向另一层所述金属层形变产生变形部，以使两层所述金属层通过所述变形部能够进行电性导通。

6、作为复合箔材处理方法的可选方案，在步骤s2中，对所述复合箔材进行辊压时，对所述复合箔材进行加热。

7、作为复合箔材处理方法的可选方案，在两层所述金属层上均辊压出所述变形部，两层所述金属层的所述变形部正对接触或错位接触。

8、作为复合箔材处理方法的可选方案，在所述金属层上辊压出多个所述变形部，多个所述变形部的面积和占所述金属层总面积的30％-70％。

9、作为复合箔材处理方法的可选方案，所述复合箔材辊压时，以匀速通过两个相对设置的压辊。

10、作为复合箔材处理方法的可选方案，所述变形部设置为半球形、棱台形以及圆柱形之一或其组合。

11、本发明的第二个目的在于提供一种辊压装置，能够对复合箔材进行连续辊压，提高了复合箔材辊压处理的连续性和稳定性。

12、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

13、辊压装置，应用于如上所述的复合箔材处理方法对复合箔材进行加工处理，所述辊压装置包括：

14、第一压辊和第二压辊，所述第一压辊和所述第二压辊的轴线相平行设置，所述第一压辊和所述第二压辊之间形成辊压空间，所述复合箔材能够从所述辊压空间通过，所述第一压辊和所述第二压辊中的至少一个设置有凸起，所述凸起能够抵压所述复合箔材用以形成所述变形部，以使两层所述金属层通过所述变形部能够进行电性导通。

15、作为辊压装置的可选方案，所述第一压辊和/或所述第二压辊上设置有加热器，所述加热器能够对所述第一压辊和/或所述第二压辊进行加热，以使所述第一压辊和/或所述第二压辊能够对所述复合箔材进行加热。

16、本申请的第三个目的在于提供一种复合箔材，既可减轻箔材的重量，提升以此复合箔材作为集流体的电芯的能量密度，又可解决由使用聚合物层带来的内阻增大的问题。

17、复合箔材，包括聚合物层，及形成于聚合物层两侧的第一金属层和第二金属层，所述一金属层和所述第二金属层相连接，实现电流导通。

18、进一步地，所述第一金属层和所述第二金属层中的至少一层上包括若干凹槽结构，所述凹槽结构与另一层所述金属层连接。

19、作为一种优选的实施方案，所述第一金属层和所述第二金属层上都设置有所述凹槽结构，所述第一金属层和所述第二金属层上的所述凹槽结构的槽底相互接触。

20、作为一种更为优选的实施方案，所述第一金属层和所述第二金属层的厚度相同，所述第一金属层和所述第二金属层上的所述凹槽结构的深度相同。

21、作为复合箔材的可选方案，所述凹槽结构在所述第一金属层和所述第二金属层上均匀分布。

22、作为复合箔材的可选方案，所述凹槽结构的个数为多个，且多个所述凹槽结构的面积和占所述第一金属层或所述第二金属层总面积的30％-70％。

23、作为复合箔材的可选方案，所述凹槽结构位于所述第一金属层或所述第二金属层的中间区域，在靠近所述第一金属层或所述第二金属层的边缘的区域不设置所述凹槽结构。

24、进一步地，靠近所述第一金属层或所述第二金属层的边缘的区域用于焊接极耳。

25、所述凹槽结构包括但不限于为半球形、棱台形或圆柱形中的至少一种。

26、本申请的第四个目的在于提供一种由上述复合箔材制备的二次电池。

27、二次电池，包括正极、负极及设置在正负极之间，用于传输锂离子，隔绝正负极的隔膜和/或固态电解质膜。

28、所述正极包括正极集流体，及设置在所述正极集流体上的正极活性物质层，所述正极活性物质层位于所述正极集流体的两侧。

29、所述负极包括负极集流体，及设置在所述负极集流体上的负极活性物质层，所述负极活性物质层位于所述负极集流体的两侧。

30、所述正极集流体和所述负极集流体中的至少一个选用上述复合箔材。

31、作为二次电池的优选方案，所述正极集流体和所述负极集流体均采用上述复合箔材。所述正极集流体中，所述复合箔材的金属层为铝层，所述负极集流体中，所述复合箔材的金属层为铜层。

32、有益效果：

33、本发明提出的复合箔材处理方法，通过辊压的方式使至少其中一层金属层向另一层金属层形变产生变形部，使两层金属层通过变形部能够进行电性导通。辊压的方式加工，稳定性较好，能够保证金属层之间稳定导通，采用此种处理后的复合箔材加工成型后的电芯内阻更小，且内阻波动更小，更有利于提高电芯的质量。

34、本发明提出的辊压装置，通过第一压辊和第二压辊转动的方式，使第一压辊和第二压辊上的凸起在复合箔材上压出变形部，辊压动作连续且稳定，提高了复合箔材辊压处理的连续性和稳定性。

35、本发明提出的复合箔材，通过在箔材中设置聚合物层结构，可有效解决由此制备的电池的安全问题，还可提升电池的能量密度，通过金属层相互导通的方式，可有效降低电池的内阻，提升电池的容量性能，解决采用复合箔材作为集流体带来的内阻增大，及无法实现快速充电的问题。

技术特征：

1.复合箔材处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的复合箔材处理方法，其特征在于，在步骤s2中，对所述复合箔材进行辊压时，对所述复合箔材进行加热。

3.根据权利要求1或2所述的复合箔材处理方法，其特征在于，步骤s2包括：

4.根据权利要求1或2所述的复合箔材处理方法，其特征在于，在所述金属层上辊压出多个所述变形部(10)，多个所述变形部(10)的面积和占所述金属层总面积的30％-70％。

5.根据权利要求1或2所述的复合箔材处理方法，其特征在于，所述复合箔材辊压时，以匀速通过两个相对设置的压辊。

6.根据权利要求1或2所述的复合箔材处理方法，其特征在于，所述变形部(10)设置为半球形、棱台形以及圆柱形之一或其组合。

7.辊压装置，其特征在于，应用于如权利要求1-6中任一项所述的复合箔材处理方法对复合箔材进行加工处理，所述辊压装置包括：

8.根据权利要求7所述的辊压装置，其特征在于，所述第一压辊(21)和/或所述第二压辊(22)上设置有加热器，所述加热器能够对所述第一压辊(21)和/或所述第二压辊(22)进行加热，以使所述第一压辊(21)和/或所述第二压辊(22)能够对所述复合箔材进行加热。

技术总结
本发明属于电池加工技术领域，公开了复合箔材处理方法及辊压装置。复合箔材处理方法包括：S1：在聚合物层的两个表面复合金属层，加工成复合箔材；S2：对所述复合箔材进行辊压，使得至少其中一层所述金属层向另一层所述金属层形变产生变形部，以使两层所述金属层通过所述变形部能够进行电性导通。通过辊压的方式使至少其中一层金属层向另一层金属层形变产生变形部，使两层金属层通过变形部能够进行电性导通。辊压的方式加工，稳定性较好，能够保证金属层之间稳定导通，采用此种处理后的复合箔材加工成型后的电芯内阻更小，且内阻波动更小，更有利于提高电芯的质量。

技术研发人员：韩波,陈凯,刘波,冯玉川,李峥
受保护的技术使用者：苏州清陶新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15