[发明专利]一种向锂离子电池负极片连续补锂的装置及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种向锂离子电池负极片连续补锂的装置及方法。

【背景技术】

无论锂离子电池作为动力电池还是柔性电池，其成本有待降低，能量密度和功率密度都有待进一步提高。目前研究的主流方向是提高电极材料本身的性能，包括储锂容量、倍率性能等，而已知大部分负极材料都存在一个重要现象：在锂离子电池首次充放电过程中，有机电解液会在绝大多数负极材料表面发生还原、分解，形成一层电子绝缘、锂离子可导的固体电解质膜(SEI膜)，从而导致首次不可逆容量大即首次库仑效率低，大部分材料低于80％。目前除了商业化的石墨负极材料，其他的多孔碳材料、纳米材料、柔性电极材料等都存在这种现象，造成电极材料尤其是正极材料的极大浪费，降低电池能量和功率密度，严重限制了这些材料的推广使用。针对首次不可逆库仑效率低的问题，一般对负极进行补锂，以弥补首次充放电过程中消耗的用于形成SEI膜的大量锂离子及不可逆容量损失。

目前相关的技术中采用了湿法补锂，将锂粉分散在有机溶剂中，喷涂在负极片上，再将负极片上残留的有机溶剂干燥，采用这种方法材料和设备改造成本极高。公开号为CN107123785A的中国专利申请提到通过静电效应对极片进行双面补锂，静电作用难以保证锂粉均匀分布，且外加电场使安全性较难保证，整个制备过程中成本较高。

鉴于此，实有必要提供一种向锂离子电池负极片连续补锂的装置及方法以克服以上缺陷。

【发明内容】

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种向锂离子电池负极片连续补锂的装置及方法，采用该装置及方法能对未补锂负极片的两面进行均匀补锂，且工艺简单，没有外加电场，安全可靠，成本较低。

为了实现上述目的，本发明提供一种向锂离子电池负极片连续补锂的装置，包括牵引机构、沿负极片移动方向依次设置的第一补锂机构、翻转机构以及第二补锂机构；所述牵引机构包括用于放置和牵引负极片的放卷辊、收卷辊以及多个牵引辊；所述放卷辊位于第一补锂机构之前，所述收卷辊位于第二补锂机构之后，所述多个牵引辊分别间隔设于各机构之间；所述第一补锂机构和第二补锂机构均包括用于储存锂粉及洒粉的喂料系统、靠近喂料系统的刮扫辊、间隔设置于喂料系统及刮扫辊底端的第一压制辊、间隔设置于第一压制辊底端的第二压制辊；所述喂料系统靠近第一压制辊用于向第一压制辊的外圆周面供给锂粉，所述刮扫辊将第一压制辊的外圆周面上的锂粉摊平，所述第一压制辊匀速旋转且使锂粉下落至位于第一压制辊与第二压制辊之间的负极片上；所述第一补锂机构和第二补锂机构还包括将喂料系统、刮扫辊及第一压制辊收容在内的壳体；所述翻转机构用于将第一表面处于第二表面之上的负极片翻转至负极片的第二表面处于第一表面之上。

在一个优选实施方式中，所述刮扫辊、第一压制辊、第二压制辊均呈具有轴心的圆柱状，以它们的轴心相互平行且水平设置。

在一个优选实施方式中，所述刮扫辊与第一压制辊的旋转方向相反，所述第一压制辊和第二压制辊的大小相同，第一压制辊及第二压制辊之间间隔设置且旋转方向相反，以压制负极片上的锂粉。

在一个优选实施方式中，所述刮扫辊可沿轴心方向振动。

在一个优选实施方式中，所述壳体的下端靠近刮扫辊的一侧设有挡板，所述壳体背离刮扫辊一侧的下端形成回收室。

在一个优选实施方式中，还包括依次设置于第一补锂机构和翻转机构之间的第一检测机构、第一贴标机构以及依次设置于第二补锂机构和收卷辊之间的第二检测机构、第二贴标机构；所述第一检测机构和第一贴标机构电性连接，所述第二检测机构和第二贴标机构电性连接。

在一个优选实施方式中，所述放卷辊、收卷辊位于翻转机构的同一侧，所述翻转机构与所述负极片的第二表面接触；所述第一补锂机构位于放卷辊与翻转机构之间，且第一补锂机构的第一压制辊与负极片的第一表面接触，第一补锂机构的第二压制辊与负极片的第二表面接触；所述第二补锂机构位于收卷辊与翻转机构之间，且第二补锂机构的第一压制辊与负极片的第二表面接触，第二补锂机构的第二压制辊与负极片的第一表面接触；所述多个牵引辊其中一部分与负极片的第一表面接触，另一部分与负极片的第二表面接触。

另外，本发明提供一种向锂离子电池负极片连续补锂的方法，其特征在于，包括：

第一步，负极片从放卷辊处上料，将锂粉补充至第一补锂机构和第二补锂机构中的喂料系统中；