[实用新型]一种动力型锂离子电池用电极的制造设备

说明书

技术领域

本实用新型是一种动力型锂离子电池用电极的制造设备，属于动力型锂离子电池用电极的制造设备的改造技术。

背景技术

石油短缺以及燃烧化石能源带来的环境污染问题使得世界各国加大了对电动汽车等新能源汽车的开发和产业化推进力度。电池驱动的电动汽车以及混合动力汽车，可以利用核电、风电和光伏电力，也可以利用常规电力夜间充电。这对减少汽车对化石燃料的过度依赖，平衡电力需求都具有重大意义。以锂离子电池为代表的动力电池技术受到各国政府、企业、大学等机构研究者的关注，成为电动汽车产业化过程的最关键技术之一。

目前，对于进一步提高动力型锂离子电池的容量、功率、寿命，以及降低成本等问题各国均做了大量研究。电极的制造方法和具体工艺条件是锂离子电池制造技术中的关键和核心步骤，不仅影响到电池的电化学性能，还决定电池的制造成本。目前锂离子电池电极的制造方法是将活性物质涂布于铝箔或者铜箔集流体表面，然后经烘烤、压片、切片制成电极片。这种技术和工艺对于小型电池，特别是对于功率输出需求相对较低的3C类电器（计算机、通讯、消费类电子产品）用锂离子电池来讲，是一种高效的生产方式。但是对于功率要求更高、寿命要求更长的动力锂离子电池来讲，如果仍沿用上述制造极片的生产方式将会出现如下问题：（1）由于箔状集流体与电池活性物质之间缺乏三维的机械固定作用，这样的电池在使用过程中将很快出现极板上活性物质之间以及活性物质与金属集流体之间电接触的恶化，甚至造成活性物质脱落，导致电池的容量损失，降低使用寿命。（2）采用涂布技术，活性物质中需加入较大数量的导电剂、黏结剂、溶剂等非电化学活性成分，降低了单位体积电极片中活性物质比例，同时大量粘合剂的存在还增加了内阻，不利于电池材料以及整个电池容量和功率性能的发挥。电池内阻的增加也直接影响电池充放电时的发热量，且对散热不利，造成电池温度过高以及电池内部温度不均衡，能使动力型电池堆中的部分电池过早失效，造成电池堆维修和失效电池更换成本的剧烈增加。（3）由于粘合剂、合浆用溶剂中存在水或非水溶剂，必须经过高温烘烤工艺加以去除，而随着电池正负极活性材料纳米化、多孔化发展趋势越来越明确，溶剂的去除将变得越来越困难。因此湿法制片工艺对工作环境的要求越来越高，耗费的能源越来越大，电池的制造成本也将直线上升。

由于存在以上问题，大幅度改进动力型锂离子电池的极片制造工艺，十分迫切和必要。电极中集流体的主要作用是集中传导电子、均匀分布电流。传统的电极集流体是铝箔和铜箔，用于制造动力锂离子电池电极片时存在前述弊病。其中采用三维结构的泡沫金属集流体代替铝箔和铜箔，实现能耗更低的电极片制作工艺很有发展潜力。中国专利申请号为200610154100.5的专利申请中公开了一种将泡沫金属用于锂离子二次电池的集流体，但还是沿用传统的拉浆等工艺填涂集流体，电池正负极材料膏状体由活性物质、导电剂和粘结剂等在溶剂中混合得到。显然这一实用新型仍然不能解决上述湿法工艺制造动力型锂离子电池极片所面临的三个问题。

发明内容

本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种设计合理，方便实用的动力型锂离子电池用电极的制造设备。用本实用新型制造的电极能有效提高电极活性物质的电导率，降低内阻，减少电池产热和有利于散热，延长动力型锂离子电池使用寿命。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的动力型锂离子电池用电极的制造设备，包括有振动盘、泡沫金属模具、电极固态填充料粉体箱、泡沫金属，其中泡沫金属模具置于振动盘上，电极固态填充料粉体箱置于泡沫金属模具的上方，泡沫金属置于泡沫金属模具内。

上述填充后的泡沫金属放置于载物台上，并通过刮片刮平；上述刮平后的泡沫金属放置于能将填充后的泡沫金属均匀压实成薄片的成型模具内。

上述刮片是塑料刮片，或金属刮片，或合金刮片。

上述成型模具的加压压力为80—600吨/平方厘米。上述震动盘的下部安装有震动方向为上下的振动器；上述电极固态填充料粉体箱是塑料箱体，或金属箱体，或金属合金箱体。

上述电极固态填充料粉体箱的底面开有通孔，开有通孔的底面的下面设置有通过开合控制活性物质粉体箱内粉末的下落的挡板。

上述电极固态填充料粉体箱的底面开有的通孔为圆孔，孔与孔间的间距为1-5mm，圆孔的直径为0.5mm-10mm。