[发明专利]一种制备多孔电极片的穿孔装置及方法

说明书

本发明公开了一种制备多孔电极片的穿孔装置及方法，本发明的穿孔装置的穿刺针长度与穿刺针固定部与电极片支撑部最小距离存在‑5000μm≤L‑L₁≤5000μm，的关系，当L≥L₁，穿孔装置对电极片穿孔形成通孔结构；当L＜L₁，穿孔装置对电极片穿孔形成盲孔结构。因此，本发明的穿孔装置既可以制备具有通孔结构的电极片，又可以制备具有盲孔结构的电极片以及兼具通孔和盲孔结构的电极片，保证了多孔结构的多样性，不仅为预嵌锂提供离子通道，还提升了电极片的电解液浸润速度和浸润均匀度，为多孔电极组成的储能器件性能(如循环寿命、倍率特性、容量和防止锂沉积以提高电池安全性能等)的提高起到关键作用。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，特别是涉及一种制备多孔电极片的穿孔装置及方法。

背景技术

电化学储能技术可以对电能直接进行存储和释放，不受应用环境的限制，备受人们的青睐，广泛应用于3C电子产品、电动工具、电动汽车、电力储能等领域。电化学储能技术种类较多，包括锂离子电池、双电层电容器、锂离子电容器、电池型电容器、钠离子电池、半固态电池、固态电池、锂硫电池等。

正、负电极片的结构设计和制备工艺是电化学储能器件的关键技术。研究发现，多孔电极片具有比平板电极片大得多的反应面积，有利于电化学反应的进行；多孔电极片给活性物质在充放电过程中体积的收缩和膨胀留有空间，减少了电极片的变形和活性物质的脱落，并且可避免因锂枝晶的生成而引起的短路；多孔电极片有利于活性物质中加入各种添加剂，得到成分均匀、结构稳定的电极片；特别的，为了进一步提高电化学储能器件的性能，需要对其负极片进行预嵌锂处理，多孔电极片结构为预嵌锂的锂离子提供迁移通道。

目前，制备多孔电极片的结构方法主要是采用多孔集流体，在设有通孔的集流体上涂覆多孔电极片材料，一方面，多孔集流体成本高，另一方面在多孔集流体上涂覆电极片浆料容易发生漏浆问题，造成涂布不均从而影响涂布质量，虽然可以通过进一步减小孔径来解决浆料的涂布问题，然而这样会大大提高集流体的制造难度和制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备多孔电极片的穿孔装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使多孔电极片制备成本和制备难度降低。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种制备多孔电极片的穿孔装置，包括穿孔机构、电极片支撑机构和辊压机构，所述穿孔机构和所述电极片支撑机构对应设置，所述穿孔机构包括穿刺针和穿刺针固定部，所述穿刺针固定在所述穿刺针固定部上，所述穿刺针用于对电极片进行穿孔，所述电极片支撑机构包括电极片支撑部和柔性支撑体，所述柔性支撑体固定在所述电极片支撑部上，所述辊压机构包括相对设置的上轧辊和下轧辊，所述穿孔机构和所述电极片支撑机构均设置在所述辊压机构的上游，所述电极片依次穿过所述穿孔机构和所述电极片支撑机构之间以及所述上轧辊和所述下轧辊之间，所述电极片的一端设置有电极片放卷机构，所述电极片的另一端设置有电极片收卷机构；

所述穿刺针固定部和所述电极片支撑部通过辊压或者平压的方式对所述电极片进行连续式或者间歇式穿孔；

所述穿刺针的长度为L，所述穿刺针固定部与所述电极片支撑部之间的最小距离为L₁，-5000μm≤L-L₁≤5000μm，当所述L≥L₁时，所述电极片形成通孔；当所述L＜L₁时，所述电极片形成盲孔。