一種鋰離子電池極片處理方法
2023-10-21 11:05:57 2
專利名稱：一種鋰離子電池極片處理方法
技術領域：
本發明屬於鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種能夠改善鋰離子電池極片浸潤性與吸液性的鋰離子電池極片處理方法。
背景技術：
隨著現代社會的發展，攝像機、筆記本電腦、可攜式DVD和數位相機等行動裝置有了越來越廣泛的應用，作為這些行動裝置的供能元件，鋰離子電池也得到了長足的發展。近年來，隨著行動裝置小巧精緻的特點日益突出，其對鋰離子電池的能量密度提出了越來越高的要求。為了達到提高鋰離子電池能量密度的目的，現有技術一般是通過提高鋰離子電池的陽極極片和陰極極片的壓實密度來實現。但是，伴隨著壓實密度的提高，極片在輾壓エ序中其表面的顆粒容易被壓碎與碾平，導致極片表面孔隙率較低，從而不利於電解液的浸潤與吸收。電解液的浸潤與吸收不好，會導致以下幾方面的問題一是注液後到化成的靜置時間增加，使一個電池的生產周期増加，從而造成生產成本的増加；ニ是化成エ序中形成的固體電解質膜(SEI)界面不穩定，從而使電芯性能受到影響；三是由於電解液不能充分浸潤到極片中去，「多餘」的電解液就會帶來電芯漲液問題，導致外觀壞品。有鑑於此，確有必要提供一種在保證鋰離子電池具有較高的能量密度的前提下，能夠改善鋰離子電池極片浸潤性與吸液性的鋰離子電池極片處理方法，從而降低生產成本，保證電芯性能和減少外觀壞品。
發明內容
本發明的目的在幹針對現有技術的不足，而提供一種在保證鋰離子電池具有較高的能量密度的前提下，能夠改善鋰離子電池極片浸潤性與吸液性的鋰離子電池極片處理方法，從而降低生產成本，保證電芯性能和減少外觀壞品，以克服現有技術中的電池極片浸潤性與吸液性較差的不足。為了達到上述目的，本發明採用如下技術方案一種鋰離子電池極片處理方法，所述極片包括集流體和設置在所述集流體表面的膜片，在極片的冷壓エ序之後、電芯的卷繞或疊片エ序之前，對極片表面進行電暈處理。也就是說，電暈處理的步驟設置在鋰離子電池生產エ序中的冷壓エ序完成以後、裁切エ序完成以後、焊接極耳エ序完成以後，或者疊片或者卷繞エ序完成以後。優選的是設置在冷壓エ序完成以後，因為這個エ序之後對極片進行電暈處理不僅能夠對極片的一面進行處理，還能對極片的兩面進行處理，而且電暈處理的面積較大，效率較高。作為本發明鋰離子電池極片處理方法的一種改進，所述電暈處理的功率為100W 20KW。電暈處理的功率太小，會使電暈處理的速度太慢，影響生產效率；電暈處理的功率太大，又會對極片表面造成一定的損傷。作為本發明鋰離子電池極片處理方法的一種改進，所述電暈處理的電壓為100疒50KV。電暈處理的電壓太小，會使電暈處理的速度太慢，影響生產效率；電暈處理的電壓太大，又會對極片表面造成一定的損傷。作為本發明鋰離子電池極片處理方法的一種改進，所述電暈處理的處理速度為(T50m/min。電暈處理的速度太快，會使極片表面有些位置不能被處理到，影響電解液對極片的浸潤效果。作為本發明鋰離子電池極片處理方法的一種改進，所述極片包括陰極極片和陽極極片，可以只對陰極極片的表面進行電暈處理，也可以只對陽極極片表面進行電暈處理，優選的是同時對陰極極片和陽極極片的表面進行處理，以最大限度的提高電解液對極片的浸潤性和電芯的吸液性。對單個極片而言，既可以對 極片的一面進行電暈處理，也可以同時對極片的兩面進行電暈處理。優選的是同時對極片的兩面進行電暈處理，以最大限度的提高電解液對極片的浸潤性和電芯的吸液性。作為本發明鋰離子電池極片處理方法的一種改進，所述電暈處理所使用的裝置包括用於引導極片的導輥和位於被處理極片上方和下方的電暈處理機，該裝置可以同時對極片的兩面進行電暈處理。作為本發明鋰離子電池極片處理方法的一種改進，所述電暈處理所使用的裝置包括用於引導極片的導輥和位於被處理極片上方的電暈處理機，該裝置可以對極片的單面進行電暈處理。作為本發明鋰離子電池極片處理方法的一種改進，所述電暈處理是通過電暈處理機產生的等離子體與所述極片的表面物質進行化學反應。相對於現有技術，本發明在極片的冷壓エ序之後、電芯的卷繞或疊片エ序之前，設置有對極片進行電暈處理的步驟，對陰極極片與陽極極片的單面或雙面進行電暈處理，電暈處理時電極間產生大量等離子體轟擊材料表面，並進入材料分子結構內部，使材料表面分子產生極化，從而增加極片的表面能。同時促使化學鍵的斷裂而造成更多的氫氧基團、碳基團和過氧化氫鍵等親水性原子基或功能團，達到提高電解液對極片的浸潤性，改善電芯的吸液性能的目的。這樣，就解決了在提高電池的能量密度時，極片表面孔隙率較低、電解液對極片的浸潤性差和電芯的吸液性差的問題，使電池在具有較高的能量密度的同吋，具有較好的性能，以滿足行動裝置對電池越來越高的要求。電解液對極片的浸潤性和電芯的吸液性能的提高將會帶來以下益處一是減少注液後到化成的靜置時間，減少電池的生產周期，最終降低生產成本；ニ是在化成エ序中能夠形成穩定的固體電解質膜(SEI)界面，從而保證電芯的性能；三是能夠減少電芯的漲液問題，減少外觀壞品，提高產品優率。此外，採用本發明的方法處理極片，還可以提高極片表層粘接劑(SBR/PVDF)與隔離膜的粘接性，從而提升電芯硬度與改善電芯的變形問題。
下面結合說明書附圖和具體實施方式
，對本發明及其有益效果進行詳細說明。圖I為本發明電暈處理所使用的裝置的一種結構的示意圖。圖2為本發明電暈處理所使用的裝置的另ー種結構的示意圖。
具體實施例方式實施例I :將冷壓後的陰極極片放置在如圖I所示的裝置的導輥I上，兩個電暈處理機2分別位於陰極極片的正上方和正下方。陰極極片在導輥I的牽引下經過電暈處理機2，陰極極片的兩個表面均被施加高壓交頻電壓，產生大量低溫等離子體轟擊材料表面，並進入材料分子結構內部，使材料表面分子產生極化，從而增加極片的表面能。同時促使化學鍵的斷裂而造成更多的氫氧基團、碳基團和過氧化氫鍵等親水性原子基或功能團，達到提高電解液對極片的浸潤性，改善電芯的吸液性能的目的。其中，電暈處理功率為1KW，電壓為1KV，電暈處理的處理速度(即導輥I對陰極極 片的牽引速度)為10m/min。經過電暈處理的陰極極片再經過裁切、焊接極耳等工序，製得待卷繞的陰極極片。實施例2 :將裁切後的陰極極片放置在如圖2所示的裝置的導輥I上，電暈處理機2位於陰極極片的正上方。陰極極片在導輥I的牽引下經過電暈處理機2，陰極極片靠近電暈處理機2的表面被施加高壓交頻電壓，產生大量低溫等離子體轟擊材料表面，並進入材料分子結構內部，使材料表面分子產生極化，從而增加極片的表面能。同時促使化學鍵的斷裂而造成更多的氫氧基團、碳基團和過氧化氫鍵等親水性原子基或功能團，達到提高電解液對極片的浸潤性，改善電芯的吸液性能的目的。其中，電暈處理功率為10KW，電壓為10KV,電暈處理的處理速度(即導輥I對陰極極片的牽引速度)為20m/min。經過電暈處理的陰極極片再經過焊接極耳等工序，製得待卷繞的陰極極片。實施例3 :將焊有極耳的陰極極片放置在如圖I所示的裝置的導輥I上，電暈處理機2分別位於陰極極片的正上方和正下方。陰極極片在導輥I的牽引下經過電暈處理機2，陰極極片的兩個表面均被施加高壓交頻電壓，產生大量低溫等離子體轟擊材料表面，並進入材料分子結構內部，使材料表面分子產生極化，從而增加極片的表面能。同時促使化學鍵的斷裂而造成更多的氫氧基團、碳基團和過氧化氫鍵等親水性原子基或功能團，達到提高電解液對極片的浸潤性，改善電芯的吸液性能的目的。其中，電暈處理功率為5KW，電壓為30KV,電暈處理的處理速度(即導輥I對陰極極片的牽引速度)為30m/min。經過電暈處理的陰極極片即為待卷繞的陰極極片。實施例4 :將冷壓後的陽極極片放置在如圖I所示的裝置的導輥I上，兩個電暈處理機2分別位於陽極極片的正上方和正下方。陽極極片在導輥I的牽引下經過電暈處理機2，陽極極片的兩個表面均被施加高壓交頻電壓，產生大量低溫等離子體轟擊材料表面，並進入材料分子結構內部，使材料表面分子產生極化，從而增加極片的表面能。同時促使化學鍵的斷裂而造成更多的氫氧基團、碳基團和過氧化氫鍵等親水性原子基或功能團，達到提高電解液對極片的浸潤性，改善電芯的吸液性能的目的。其中，電暈處理功率為15KW，電壓為40KV，電暈處理的處理速度(即導輥I對陽極極片的牽引速度)為40m/min。經過電暈處理的陽極極片再經過裁切、焊接極耳等工序，製得待卷繞的陽極極片。實施例5 :將裁切後的陽極極片放置在如圖2所示的裝置的導輥I上，電暈處理機2位於陽極極片的正上方。陽極極片在導輥I的牽引下經過電暈處理機2，陽極極片靠近電暈處理機2的表面被施加高壓交頻電壓，產生大量低溫等離子體轟擊材料表面，並進入材料分子結構內部，使材料表面分子產生極化，從而增加極片的表面能。同時促使化學鍵的斷裂而造成更多的氫氧基團、碳基團和過氧化氫鍵等親水性原子基或功能團，達到提高電解液對極片的浸潤性，改善電芯的吸液性能的目的。其中，電暈處理功率為500W，電壓為500V，電暈處理的處理速度(即導輥I對陽極極片的牽引速度)為2m/min。經過電暈處理的陽極極片再經過焊接極耳等工序，製得待卷繞的陽極極片。實施例6 :將焊有極耳的陽極極片放置在如圖I所示的裝置的導輥I上，電暈處理機2分別位於陽極極片的正上方和正下方。陽極極片在導輥I的牽引下經過電暈處理機2，陽極極片的兩個表面均被施加高壓交頻電壓，產生大量低溫等離子體轟擊材料表面，並進入材料分子結構內部，使材料表面分子產生極化，從而增加極片的表面能。同時促使化學鍵的斷裂而造成更多的氫氧基團、碳基團和過氧化氫 鍵等親水性原子基或功能團，達到提高電解液對極片的浸潤性，改善電芯的吸液性能的目的。其中，電暈處理功率為20KW，電壓為50KV，電暈處理的處理速度(即導輥I對陽極極片的牽引速度)為50m/min。經過電暈處理的陽極極片即為待卷繞的陽極極片。綜上所述，本發明在極片的冷壓工序之後、電芯的卷繞或疊片工序之前，設置有對極片進行電暈處理的步驟，對陰極極片與陽極極片的單面或雙面進行電暈處理，電暈處理時電極間產生大量等離子體轟擊材料表面，並進入材料分子結構內部，使材料表面分子產生極化，從而增加極片的表面能。同時促使化學鍵的斷裂而造成更多的氫氧基團、碳基團和過氧化氫鍵等親水性原子基或功能團，達到提高電解液對極片的浸潤性，改善電芯的吸液性能的目的。這樣，就解決了在提高電池的能量密度時，極片表面孔隙率較低、電解液對極片的浸潤性差和電芯的吸液性差的問題，使電池在具有較高的能量密度的同時，具有較好的性能，以滿足行動裝置對電池越來越高的要求。電解液對極片的浸潤性和電芯的吸液性能的提高將會帶來以下益處一是減少注液後到化成的靜置時間，減少電池的生產周期，最終降低生產成本；二是在化成工序中能夠形成穩定的固體電解質膜(SEI)界面，從而保證電芯的性能；三是能夠減少電芯的漲液問題，減少外觀壞品，提高產品優率。此外，採用本發明的方法處理極片，還可以提高極片表層粘接劑(SBR/PVDF)與隔離膜的粘接性，從而提升電芯硬度與改善電芯的變形問題。根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本發明並不局限於上面揭示和描述的具體實施方式
，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本發明成任何限制。
權利要求
1.一種鋰離子電池極片處理方法，所述極片包括集流體和設置在所述集流體表面的膜片，其特徵在於在極片的冷壓エ序之後、電芯的卷繞或疊片エ序之前，對極片表面進行電暈處理。
2.根據權利要求I所述的鋰離子電池極片處理方法，其特徵在於所述電暈處理的功率為IOOW 20KW。
3.根據權利要求I所述的鋰離子電池極片處理方法，其特徵在於所述電暈處理的電壓為100V 50KV。
4.根據權利要求I所述的鋰離子電池極片處理方法，其特徵在於所述電暈處理的處理速度為O 50m/min。
5.根據權利要求I所述的鋰離子電池極片處理方法，其特徵在於所述極片包括陰極極片和陽極極片。
6.根據權利要求I所述的鋰離子電池極片處理方法，其特徵在於所述電暈處理所使用的裝置包括用於引導極片的導輥和位於被處理極片上方和下方的電暈處理機。
7.根據權利要求I所述的鋰離子電池極片處理方法，其特徵在於所述電暈處理所使用的裝置包括用於引導極片的導輥和位於被處理極片上方的電暈處理機。
8.根據權利要求6或7所述的鋰離子電池極片處理方法，其特徵在於所述電暈處理是通過電暈處理機產生的等離子體與所述極片的表面物質進行化學反應。
全文摘要
本發明屬於鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池極片處理方法，極片包括集流體和設置在集流體表面的膜片，在極片的冷壓工序之後、電芯的卷繞或疊片工序之前，對極片進行電暈處理。相對於現有技術，本發明對陰極極片與陽極極片的單面或雙面進行電暈處理，能夠增加極片的表面能，同時促使極片表面生成親水性原子基或功能團，達到提高電解液對極片的浸潤性，改善電芯的吸液性能的目的。從而減少注液後到化成的靜置時間，減少電池的生產周期，最終降低生產成本；在化成工序中能夠形成穩定的固體電解質膜(SEI)界面，從而保證電芯的性能；減少電芯的漲液問題，減少外觀壞品，提高產品優率。
文檔編號H01M4/139GK102694144SQ20121016844
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者何平, 張柏清, 方宏新, 路超 申請人:東莞新能源科技有限公司, 寧德新能源科技有限公司