[实用新型]一种极片辊压装置

说明书

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种极片辊压装置，包括按进料方向依次传动连接的放卷组件、压辊组件、造孔组件和收卷组件，压辊组件包括上压辊和位于上压辊下方的下压辊，造孔组件包括上造孔辊和位于上造孔辊下方的下造孔辊，上造孔辊的表面和/或下造孔辊的表面均匀分布若干用于对极片造孔的造孔部。本实用新型极片辊压装置，包括了极片微凹造孔技术，造孔组件同压辊组件组合进行联动，在极片辊压之后对极片继续表面造孔处理，不影响生产效率。经过本实用新型辊压后的负极极片，实现了人工造孔，提升了高压实密度负极极片的吸液速率，当压实密度达到1.7g/m³以上时，其电芯的注液效率较没有经过造孔的电芯快1倍以上。

技术领域

本实用新型属于锂离子电池生产技术领域，尤其涉及一种极片辊压装置。

背景技术

随着当前新能源行业的蓬勃发展，不断提升电芯能量密度以提升电子产品待机时间、续航里程，已经成为行业内大家共同追求的目标。一些锂离子电池生产厂家通过使用高能量密度的硅系列材料来提升能量密度。硅系列材料虽然对于能量密度的提升具有极大的帮助，但是其循环性能和石墨系负极材料相比仍然有非常大的差距。与此同时，石墨材料生产厂家也通过不断的优化石墨材料颗粒以及石墨材料表面形貌提升石墨的压实密度来提高锂离子电池的能量密度，但是随着石墨压实密度的不断提升，极片的孔隙率越来越小，使得极片在注液工序中的吸液能力很差。而吸液能力差的负极极片在电池循环过程中通常会出现黑斑、析锂等现象，导致电池循环寿命加速衰减，同时还会带来安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：提供一种极片辊压装置，提升高压实密度的锂离子电池极片的吸液能力，以提升锂离子电池生产过程中的注液效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种极片辊压装置，包括按进料方向依次传动连接的放卷组件、压辊组件、造孔组件和收卷组件，所述压辊组件包括上压辊和位于所述上压辊下方的下压辊，所述造孔组件包括上造孔辊和位于所述上造孔辊下方的下造孔辊，所述上造孔辊的表面和/或所述下造孔辊的表面均匀分布若干用于对极片造孔的造孔部。

本实用新型通过对极片表面进行微凹造孔的方式提升注液效率，其方法主要是石墨负极在经过辊压之后再进行二次造孔的方式，在注液过程中电解液直接渗透到人工造成的微孔中暂存，在电芯注液之后，预充前需要经过24小时的陈化，利用陈化时间，在微孔中暂存的电解液在逐步通过极片的毛细作用渗透到全部电极中。这样既提升了电解液注液效率，又对于电芯的性能没有明显的影响。造孔部的实际尺寸可以根据极片实际吸液情况和电芯的电性能进行调整，只需要将造孔辊表面的造孔部进行规则尺寸的表面处理即可达到电芯的设计要求。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，所述造孔部为造孔针。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，若干所述造孔部为矩阵分布。将造孔部设置为矩阵分布，有利于对极片表面均匀造孔，使得极片表面的微孔能够均匀存储电解液，有利于提高电解液的注液效率。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，所述造孔部的直径为50~100μm。造孔部的直径设置在此范围内有利于电解液暂存在极片的微孔中，造孔部直径过大，暂存在微孔中的电解液可能会流出微孔，无法提高注液效率；造孔部直径过小，暂存在微孔中的电解液的量过少，对于提高注液效率并没有效果。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，相邻两个所述造孔部之间的距离为100~200μm，所述造孔部造孔的表面积占所述极片总表面积的20~80%。造孔部之间的距离可以根据实际极片的吸液情况和电芯的电性能进行调整。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，所述造孔部的长度为4~7μm。造孔部的长度取决于极片的厚度，造孔部的长度过长，可能会穿透极片表面的活性物质层；造孔部的长度过短，无法将电解液暂存在极片表面的微孔中，不利于提高电解液的注液效率。