[发明专利]锂离子电池涂布机的涂布机构及叠片电芯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种用于锂离子电池的涂布机及采用该涂布机制备锂离子电池电芯的方法。

背景技术

锂离子电池是目前商业化的具有最高比功率和能量密度的电池，已经广泛地运用于笔记本电脑、手机、通讯基站和汽车电源等现代工具中。电芯是锂离子电池最重要的部件，为了提高电芯电性能和安全性能，同时节约生产成本及提高生产效率，优化与开发新的电芯设计十分重要。

锂离子电池的电芯主要分为叠片电芯与卷绕电芯两种。由于采用卷绕工艺制备的电芯倾向于方形与圆形，其外形较为单一，而且其体积比能量也较低，因此在高倍率方面的应用受到一定程度的限制。而采用叠片工艺制备的电芯因其具有外观设计灵活多变、倍率性能优越、体积比能量高等诸多方面的优势，在高体积能量密度的储能领域，以及高倍率的动力领域均有出色的应用。然而，一般的叠片电芯由于极片裁切边缘较长，裁切数量次数较多导致裁切所造成的敷料损耗严重；同时，因为裁切压力较大，若使用较低的粘结剂含量则会导致极片粉体在裁切时或在搬运过程中出现边缘掉粉情况，这也大大增加生产不良率与电芯安全性；而且由于叠片电芯中的正负极片大小不一，正极极片小于负极极片，使得制得的叠片电芯“外薄内厚”，厚度不均；另外，在叠片时，正极片也要求被精确的定位在负极片的中间，则也无形中增加了对叠片设备的要求。

人们为克服叠片工艺制备电芯的以上缺点，在配方上使用了较多含量的粘结剂，在设备上增加裁切刀模的更换频率，也同时使用X-Ray来鉴别叠片电芯的位置情况，在操作上增加了相关的保护措施来进行搬运。这无疑增加了电芯生产成本，同时过高的粘结剂量也降低了电芯的电性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池涂布机的涂布机构及采用该锂离子电池涂布机制备叠片电芯的方法，可以减少敷料损耗及降低生产成本。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

锂离子电池涂布机的涂布机构，包括：涂布辊、连接架、设置于所述连接架上的底板和侧挡板，所述底板和侧挡板形成料槽，所述涂布辊位于所述料槽底部；设置于所述连接架上的挡块安装件，所述挡块安装件上间隔设置有中间挡块，所述中间挡块包括连接部和接触部，所述接触部的底部与所述涂布辊的表面相接触，且所述接触部具有从所述底部延伸的与集流体表面相接触的接触面。

本发明具体的技术方案为：所述连接部为金属连接部。

本发明具体的技术方案为：所述接触部为橡胶接触部或塑料接触部。

本发明具体的技术方案为：所述连接部上设置有螺纹孔，所述中间挡块通过螺纹连接件固定于所述横杆上。

采用前述锂离子电池涂布机的涂布机构制备叠片电芯的方法，包括以下步骤：

步骤一、在横杆上设置一个或以上均匀间隔布置的中间挡块，采用间歇涂布的方式在集流体上涂布正极浆料，制备正极集流体；

步骤二、采用间歇涂布的方式在集流体上涂布负极浆料，制备负极集流体；

步骤三、将步骤一获得的正极集流体进行烘干与辊压后，采用模切刀模进行裁切，模切刀模的裁切区域大于集流体上的敷料区域，裁切后得到敷料区域四周留有空白间隙的正极极片；

步骤四、将步骤二获得的负极集流体进行烘干与辊压后，采用模具切刀进行裁切，得到负极极片，负极极片的尺寸与正极极片的尺寸相等；

步骤五、将裁切后的正极极片和负极极片进行烘烤后，采用叠片工艺制成电芯。

本发明具体的技术方案为：所述模切刀模具有多个长方形的裁切区域，正极集流体上的敷料区域位于模切刀模的裁切区域范围以内。

本发明具体的技术方案为：所述模切刀模的裁切区域还包括位于长方形一个角上的矩形极耳区。

由以上技术方案可知，本发明通过设置有中间挡块的涂布机构并结合间歇涂布工艺在集流体上涂布正极浆料，可在一张大片(一个涂布周期)中同时获得多个具有独立均一形状的极片涂覆面(敷料区域)，极片涂覆面的个数根据中间档板的个数进行调节，然后按照设计工艺的极片形状进行裁切(模切)，敷料区域的边缘在模切刀模的范围以内，使得极片中的敷料四周留有间隙，且正极片面积规格与负极片一致，以此减少粘结剂用量与极片敷料损耗，减少裁切刀模更换频率，可以有效降低生产成本，同时提高叠片电芯的成品率与电性能，通过本发明方法制备的锂离子电池叠片电芯具有胶含量少、敷料损耗少、叠片电芯平整、厚度均一、不良率低、电化学性能更优越等优点。

附图说明