[发明专利]一种锂电池厚极片辊压方法、极片辊压装置及其锂电池

说明书

本发明公开一种锂电池厚极片辊压方法、极片辊压装置及其锂电池，将正极浆料及负极浆料分别涂覆在涂碳铝箔及铜箔上，分别得到正负极片。对极片进行一次辊压后，再进行二次辊压，获得一定压实密度的厚极片。对厚极片模切后，得到相应的厚正极片和厚负极片，与隔膜经卷绕、组装、烘烤、注液、化成、分容制得锂电池。辊压装置的辊轴表面均匀分布圆形凹点，辊压后的厚极片表面均匀分布凹点，有利于增大极片的比表面积，提高电解液在电池注液时的浸润性。拆解电池后的极片表面无褶皱且界面平整，可使极片减少掉粉，集流体不容易划伤隔膜引起电池短路，也可增加活性物和集流体的依附性、不会导致活性物质脱落集流体，也会对电芯的容量和安全性能有所提升。

技术领域

本发明涉及电池工艺技术领域，具体为一种锂电池厚极片辊压方法、极片辊压装置及其锂电池。

背景技术

提升能量密度和降低成本是锂离子电池行业的目标，增加极片活性物质载量，不但能提升能量密度，还可以减少正负极集流体及隔膜用量，达到降低成本的目的；但厚极片也带来了一系列问题，电池极化大，电池极片较厚，锂离子扩散的路径增加，极片厚度方向会产生很大的锂离子浓度梯度，且极片压实密度增大，孔隙变得更小，极片厚度方向锂离子运动的路径更长，另外材料与电解液之间接触面积减小，电解液浸润困难，电极反应场所减少，电池内阻也会增大，进而引起电池温升高、倍率性能差、循环性能差等问题。

在能源危机和环境污染问题的压力下，安全、环保、节能已成为当今汽车发展的主题，新能源汽车因其节能、环保无污染的优势，受到交通、能源部门的高度重视和大力扶持。而动力电池作为新能源汽车的关键，在其中起着非常重要的作用。其中动力电池作为电动汽车的动力来源，是电动汽车的关键部件。近年来动力电池价格昂贵，续航里程短，一直是行业发展的制约点，为此需要降低成本及提升能量密度。中国专利CN109148820A中公开了一种厚极片的制备方法及其高能量密度软包锂离子电池，描述了厚极片制备方法及配方，但存在电解液浸润困难、电池极化大等问题；中国CN107093701A 中公开了一种具有优异电化学性能的厚电极制备方法及锂离子电池，描述了电极厚度大于300μm的制备方法，但未解决高压实下厚电极的极化大、电解液浸润困难等问题。中国专利CN106531961B公开了一种锂离子电池电极极片、极片辊压装置及锂离子电池。制备厚极片表面具有特定形状的沟槽，能显著提高电池中电解液保有量，有利于电池长循环使用；而且厚极片表面均匀分布特定形状沟槽，有利于电解液的渗透和扩散，提高了电池的倍率充放电电化学性能。但其表面凸台在辊压时存在磨损主辊的风险，容易造成主辊损伤。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，如：加入表面活性剂、多孔活性物等物质使得成本高；厚电极难以做到高压实，低压实下进一步提高不了能量密度；厚电极的极化大、电解液浸润困难，电化学性能差；难以实现大规模加工量产。提供一种锂电池厚极片辊压方法、辊压装置及其锂电池，通过正负极配方优化和极片辊压装置的改进，可制备出电性能优异的正负极厚电极，从而得到一种电化学性能优异的高能量密度锂电池。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

本发明提供一种锂电池厚极片辊压方法，将正极浆料及负极浆料分别涂覆在涂碳铝箔及铜箔上，分别得到厚度为300-400μm的正极片和200-300μm 的负极片。对所述正极片和所述负极片进行一次辊压后，再进行二次辊压，获得厚正极片和厚负极片。

优选的，所述正极片经一次辊压的压实密度为2.0-2.4g/cc，二次辊压的压实密度为2.55-2.7g/cc；所述负极片经一次辊压的压实密度为1-1.2g/cc，二次辊压的压实密度为1.3-1.7g/cc。

本发明还提供一种极片辊压装置，包括极片辊压装置上述锂电池极片，极片辊压装置中的辊轴以及辊轴表面均匀分布的凹点，所述辊轴表面均匀分布半圆形凹点，在极片辊压过程中，使所述极片辊压后均匀分布半圆形凹点，所述凹点间隙范围为50-500μm。