一種在電池極片塗敷過程中控制塗敷量的方法

2023-04-23 08:38:21

專利名稱：一種在電池極片塗敷過程中控制塗敷量的方法
技術領域：
本發明涉及電池極片生產技術領域，特別是涉及一種在電池極片塗敷過程中控 制塗敷量的方法。
背景技術：
目前，鋰離子電池具有電壓高、比能量高、循環使用次數多、存儲時間長等優點，不 僅在可攜式電子設備上如行動電話、數碼攝像機和手提電腦得到廣泛應用，而且也廣泛應 用於電動汽車、電動自行車以及電動工具等大中型電動設備方面，因此對鋰離子電池的性 能、成本要求越來越高。鋰離子電池的主要工藝流程為製漿一塗敷一碾壓一分切一卷繞一裝配一化成一 老化一分選。在電池極片的塗敷工序，塗敷量的高低直接影響電池的容量及安全，如果正極 塗敷量低，會使得電池的容量低，使用時間短，充電頻繁影響使用壽命，而負極塗敷量低會 導致正極片出現析鋰的問題，最終導致正負極短路，甚至發生電池爆炸的危險。鑑於電池極片的生產是化工性質的生產，塗敷量過高或者過低是無法返工或者返 修的，電池極片在不符合塗敷量標準的情況下，一旦投入使用，容易發生電池安全事故，發 生索賠召回等問題，因此給電池生產企業帶來極大的經濟損失，嚴重影響到電池生產企業 的正常運營。NDC質量檢測設備是NDC公司生產的在線質量監控儀器，以開普頓光子反射原理 為基礎，當Y射線或光子射向被測物體時，許多光子被反射回來，並在此過程中會損失一 定的能量，通過能力損失量來測量被測物質的質量。目前，在電池的生產過程是用NDC質量檢測設備監控電池極片的塗敷量，該NDC設 備對電池極片塗敷量目標值(即標準值)的設定一直存在不足，原先是在塗敷開始試塗時， 員工根據試塗合格的極片在NDC設備上顯示的相對應的數值及員工個人長期積累的經驗 來設定目標值。但是，這樣設定電池極片塗敷量目標值的方法存在如下缺點一、靠經驗設 定目標值存在一定誤差，新員工很難掌握這些經驗，設定起來也比較困難；二、試塗合格的 極片塗敷量並不是工藝標準值，且不同批次的極片之間存在差異，以此為標準是不科學的， 無法作為標準目標塗敷量來適用於所有的電池極片。

發明內容
有鑑於此，本發明的目的是提供一種在電池極片塗敷過程中控制塗敷量的方法， 其可以在塗敷工序中，對NDC質量檢測設備所具有的電池極片塗敷量的工藝標準顯示值進 行設定，以該工藝標準顯示值作為對電池極片進行塗敷時該NDC質量檢測設備的顯示目標 值，控制對電池極片進行塗敷的具體操作進程，保證最終獲得的電池極片上的塗敷量標準 化(即為塗敷量的工藝標準實際值)，從而保證了鋰離子電池的安全性能，適用於大規模的 生產應用，具有重大的生產實踐意義。為此，本發明提供了一種在電池極片塗敷過程中控制塗敷量的方法，包括步驟預先設定電池極片塗敷量的工藝標準實際值，根據預設的塗敷量實際值與質量檢測設 備上的塗敷量顯示值之間的關係公式，獲得與該塗敷量的工藝標準實際值相對應的質量檢 測設備上所顯示電池極片塗敷量的工藝標準顯示值，將該工藝標準顯示值作為質量檢測設 備進行電池極片質量檢測的顯示目標值；
對電池極片進行塗敷，在塗敷過程中通過質量檢測設備實時檢測獲得電池極片的塗敷 量顯示值，控制不斷地對電池極片進行塗敷，直到質量檢測設備所檢測獲得的塗敷量顯示 值等於所述顯示目標值時停止塗敷，製作獲得塗敷量為工藝標準實際值的電池極片。其中，所述預設的塗敷量實際值與質量檢測設備上的塗敷量顯示值之間的關係公 式為4175*X2+b ；Y為質量檢測設備上電池極片的塗敷量顯示值，\為電池極片 塗敷量的工藝標準實際值，X2為已知的本批次電池極片基體箔重，b為常數。其中，所述質量檢測設備為NDC質量檢測設備。由以上本發明提供的技術方案可見，與現有技術相比較，本發明提供了一種在電 池極片塗敷過程中控制塗敷量的方法，其可以在塗敷工序中，對NDC質量檢測設備所具有 的電池極片塗敷量的工藝標準顯示值進行設定，以該工藝標準顯示值作為對電池極片進行 塗敷時該NDC質量檢測設備的顯示目標值，控制對電池極片進行塗敷的具體操作進程，保 證最終獲得的電池極片上的塗敷量標準化(即為塗敷量的工藝標準實際值)，從而保證了鋰 離子電池的安全性能，適用於大規模的生產應用，具有重大的生產實踐意義。


圖1為本發明提供的一種在電池極片塗敷過程中控制塗敷量的方法的流程圖2為本發明提供的一種在電池極片塗敷過程中控制塗敷量的方法具體實施例的工 藝流程圖。
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和實施方式對本 發明作進一步的詳細說明。圖1為本發明提供的一種在電池極片塗敷過程中控制塗敷量的方法的流程圖。參見圖1，本發明提供了一種在電池極片塗敷過程中控制塗敷量的方法，該方法包 括以下步驟
步驟S101 預先設定電池極片塗敷量的工藝標準實際值，根據預設的塗敷量實際值與 質量檢測設備(例如為NDC質量檢測設備)上的塗敷量顯示值之間的關係公式，獲得與該塗 敷量的工藝標準實際值相對應的質量檢測設備上所顯示電池極片塗敷量的工藝標準顯示 值，將該工藝標準顯示值作為質量檢測設備進行電池極片質量檢測的顯示目標值；
步驟S102 對電池極片進行塗敷，在塗敷過程中通過質量檢測設備實時檢測獲得電池 極片的塗敷量顯示值，控制不斷地對電池極片進行塗敷，直到質量檢測設備所檢測獲得的 塗敷量顯示值等於所述顯示目標值(即電池極片塗敷量的工藝標準顯示值)時停止塗敷，制 作獲得塗敷量為工藝標準實際值的電池極片。在本發明中，NDC應用開譜頓光子背反射理論，當Y射線或光子射向被測物時，許 多光子被反射回來並在此過程中丟失一定的能量；這些被反射回來的光子經過轉換成為數字脈衝並被放大。被測物變化不影響傳感器基本的線性特性，只需要一個單獨的反應直線， 可以利用傳輸特性直線斜率的偏移量對每一種不同的產品進行傳感器的最優化設置。因 此，被測物體實際量和顯示值之間的關係式可以確定為Y=a (斜率)X+b (補償)。在實際生 產中，Y為質量檢測設備上電池極片的塗敷量顯示值(單位為g/m2)，X1為電池極片塗敷量 的工藝標準實際值(單位為mg/cm2)，X2 (單位為mg)為已知的本批次電池極片7. 0545 cm2 的基體箔重(單位換算後，則質量密度為X2*l. 4175g/m2)，b是一臺質量檢測設備所檢測獲 得的電池極片顯示塗敷量與電池極片的實際塗敷量之間的差值(是常數，單位為g/m2)，即 補償。不同臺的質量檢測設備具有的常數b數值大小不同，在同一臺機器上常數b數值是 固定的。經過單位換算，最終塗敷量實際值與質量檢測設備上的塗敷量顯示值之間的關係 公式為=Y=IOtX^l. 4175*X2+b。下面說明本發明的工作原理。具體實現上，NDC質量檢測設備的探頭利用Y射線反射原理，對電池極片的質量 進行檢測，最終根據反射的信號轉化為電池極片塗敷量的顯示值(Y，g/m2)，但是，由於安裝 及調整等原因，NDC質量檢測設備上的塗敷量顯示值並不就是電池極片的實際塗敷量(X1, mg/cm2)，並且存在一定的差異(b，g/m2)，且不同機臺存在的差異也不同，但這種差異是呈線 性關係的，且同一臺機器這種差異是固定的。因此，在本發明中，設置NDC質量檢測設備上 塗敷量的顯示值與塗敷量的實際值之間的關係為4175*X2+b (常數)，X2為基體 箔重。根據上述公式，那麼在以後的塗敷工序中，可以根據符合工藝標準的塗敷量實際X1, 以及電池極片基體的箔重X2來確定NDC質量檢測設備上所顯示的電池極片塗敷量的工藝 標準顯示值，根據該工藝標準顯示值，同時實時檢測電池極片上的塗敷量，從而控制電池極 片的塗敷進程，使得所檢測獲得的電池極片上塗敷量的顯示值不斷接近所述電池極片塗敷 量的工藝標準顯示值，在相同時停止塗敷，從而控制電池極片塗敷過程的塗敷量，實現對電 池極片塗敷過程的準確控制，保證了電池極片上的實際塗敷量不多不小，符合預設的工藝 標準實際值，保證了鋰離子電池的安全性能。參見圖2，對於本發明，通過實驗積累數據分析後，設定不同機臺號的b值，在塗敷 工序試塗的同時，根據塗敷量工藝標準及實際測量的基體箔重，即可得出NDC質量檢測設 備上所檢測塗敷量的顯示目標值，試塗完畢後，可實時根據對電池極片進行檢驗取樣的實 際塗敷量調整塗敷量的實際輸入參數，使得NDC質量檢測設備上的塗敷量測量值接近預先 設置的塗敷量的目標值，從而保證最終獲得的電池極片上的塗敷量標準化。綜上所述，與現有技術相比較，本發明提供的一種在電池極片塗敷過程中控制塗 敷量的方法，其可以在塗敷工序中，對NDC質量檢測設備所具有的電池極片塗敷量的工藝 標準顯示值進行設定，以該工藝標準顯示值作為對電池極片進行塗敷時該NDC質量檢測設 備的顯示目標值，控制對電池極片進行塗敷的具體操作進程，保證最終獲得的電池極片上 的塗敷量標準化(即為塗敷量的工藝標準實際值)，從而保證了鋰離子電池的安全性能，適 用於大規模的生產應用，具有重大的生產實踐意義。對於本發明，比起以往根據試塗結果及操作員的經驗來確定目標值，方法簡單，便 於操作，並且通過理論的演算和實際的驗證，按照線體確定相關關係，應用於過程控制中也 更能及時準確的反映極片塗敷量的實際情況。此外，對於不同批次電池極片之間的箔重(變量X2)變化，可以通過上述預設的塗敷量實際值與質量檢測設備上的塗敷量顯示值之間的關係公式，直接計算獲得設定NDC質 量檢測設備上所檢測塗敷量的顯示目標值，而不需要反覆實驗。 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視為本發明的保護範圍。
權利要求
一種在電池極片塗敷過程中控制塗敷量的方法，其特徵在於，包括步驟預先設定電池極片塗敷量的工藝標準實際值，根據預設的塗敷量實際值與質量檢測設備上的塗敷量顯示值之間的關係公式，獲得與該塗敷量的工藝標準實際值相對應的質量檢測設備上所顯示電池極片塗敷量的工藝標準顯示值，將該工藝標準顯示值作為質量檢測設備進行電池極片質量檢測的顯示目標值；對電池極片進行塗敷，在塗敷過程中通過質量檢測設備實時檢測獲得電池極片的塗敷量顯示值，控制不斷地對電池極片進行塗敷，直到質量檢測設備所檢測獲得的塗敷量顯示值等於所述顯示目標值時停止塗敷，製作獲得塗敷量為工藝標準實際值的電池極片。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述預設的塗敷量實際值與質量檢測設備 上的塗敷量顯示值之間的關係公式為JzlO^Xi+l. 4175*X2+b ；Y為質量檢測設備上電池極 片的塗敷量顯示值，為電池極片塗敷量的工藝標準實際值，X2為已知的本批次電池極片 基體箔重，b為常數。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述質量檢測設備為NDC質量檢測設備。
全文摘要
本發明公開了一種在電池極片塗敷過程中控制塗敷量的方法，包括步驟預設電池極片塗敷量的工藝標準實際值，根據預設塗敷量實際值與質量檢測設備上的塗敷量顯示值之間的關係公式，獲得質量檢測設備上塗敷量的工藝標準顯示值，將該工藝標準顯示值作為質量檢測設備進行電池極片質量檢測的顯示目標值；在塗敷過程中通過質量檢測設備實時檢測獲得電池極片的塗敷量顯示值，控制對電池極片進行塗敷，直到所檢測獲得的塗敷量顯示值等於所述顯示目標值時停止塗敷，製作獲得塗敷量為工藝標準實際值的電池極片。本發明通過設定質量檢測設備上電池極片塗敷量的工藝標準顯示值且作為對電池極片塗敷時的顯示目標值，保證最終獲得的電池極片上的塗敷量標準化。
文檔編號H01M4/139GK101927229SQ20101024696
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月6日 優先權日2010年8月6日
發明者馮輝, 趙豔陽, 魯建霞 申請人:天津力神電池股份有限公司