[实用新型]一种锂离子电池极片的分切装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子电池极片的分切方法，属于锂电池领域。

背景技术

目前锂离子动力电池的极片制片方式主要有刀片分切和激光分切两种，刀片分切，极片边沿毛刺大，涂布区易损伤，极片的质量难于保证，合格率低。目前激光切割技术已得到广泛应用，因激光切割易于通过程序控制进行任何尺寸形状的切割，切出来的极片边沿无毛刺，无损伤，极片的质量易于保证，合格率高。但是激光切割会产生高温，对涂布区的活性物质有影响，从而影响锂电池的性能。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种锂离子电池极片切片方式，避免导致材料中的活性物质发生氧化反应影响切片的品质和电池的性能等问题。

本实用新型的技术方案具体为：

一种锂离子电池极片的分切装置，包括极片，极片的上方固定激光发射器，激光发射器上游的极片的上方固定上喷气口，激光发射器的对面位置固定下喷气口，上喷气口、下喷气口内的气体为氮气或者惰性气体。

上喷气口、下喷气口都对准切割口。

在光发射器下游的极片的上、下两方分别固定上冷气喷气口、下冷气喷气口，上冷气喷气口、下冷气喷气口内的气体为氮气或者惰性气体。

相对于现有技术，本实用新型为了避免正极材料被分切完毕产生的余热所氧化，在分切激光头后放置一对通有冷却惰性气体喷气口，在降温的同时减少其与氧气、水蒸气的接触，减小了对活性物质的影响。

附图说明

图1是现有技术的极片切割的示意图。

图2为实用新型的状态示意图。

具体实施方式

如附图2所示，一种锂离子电池极片的分切装置，包括极片，极片的上方固定激光发射器1（就是切刀），激光发射器1上游的极片的上方固定上喷气口2，激光发射器1的对面位置固定下喷气口5，上喷气口2、下喷气口5内的气体为氮气或者惰性气体，其目的是营造惰性气氛，减少切割区的极片与氧气、水蒸气的接触。

上喷气口2、下喷气口5都对准切割口。

在光发射器1下游的极片的上、下两方分别固定上冷气喷气口3、下冷气喷气口4，上冷气喷气口3、下冷气喷气口4内的气体为氮气或者惰性气体，其目的有两个，一个是降温，一个是营造惰性气氛。

本实用新型营造惰性气氛可以通过在激光头处设置惰性气体喷气口来实现，使得极片在裁切过程中不会因为切片所产生的温度而发生氧化还原反应。例如在磷酸铁锂正极材料极片的剪切过程中切片产生的高温混合空气中的氧气会产生三价铁离子，磷酸铁锂为橄榄石结构，当正极脱出锂后变成三价铁之后会产生晶格变小的现象，而当正极材料中本身就含有大量三价铁离子时就会使锂离子迁入和脱出的可逆性大大降低，也有可能会使结构发生破坏使电池报废。

本实用新型为了避免正极材料被分切完毕产生的余热所氧化，在分切激光头下游放置一对通有冷却惰性气体喷气口。该方法关键在于控制喷气装置的角度及喷气的量，更好的控制气体流动面积、气体流动速度及其他影响惰性气氛的形成及极片冷却的因素。

本实用新型分片过程中不能使用还原气体，例如在磷酸铁锂正极片中，制备磷酸铁锂方式有两种，一种制备方式原料为磷酸二氢锂和氧化铁红，另一种制备方式原料为正磷酸铁和氢氧化锂制备，所以在磷酸铁锂正极切片的过程中，磷酸铁锂残留的氧化铁或正磷酸铁可能会在高温还原性气氛下存在被还原成单质铁的可能性。而Fe是所有金属元素中最容易产生枝晶，刺穿隔膜，引起安全性问题。还原气氛的产物单质铁会引起电池的微短路，是电池中最忌讳的物质。

制作方式:在极片分切处设置惰性气体喷出装置，调整喷气口正对极片剪切处，调节喷气口为2.5mm，配合空压机通过风管连接液化氮气罐使用。

在极片分切激光头后方设置惰性气体喷出装置，调整喷气口对应分切后的极片，调节喷气口为3mm，配合空压机通过风管连接冷却液化氮气罐使用。

按照如上步骤制得的惰性气氛分切装置对极片进行分切,可以避免激光切割过程中高温对极片活性材料的影响，保证电池的性能。

本实施例的到的正极分切片经单质铁含量及三价铁含量检验，均低于不带惰性气体保护分切装置分切出来的磷酸铁锂正极极片。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。