单体大容量锂离子电池制造方法和极片涂布设备技术

一种单体大容量锂离子电池制造方法和极片涂布设备，在该方法中，直接将制备好的隔膜浆料涂布于正极片或负极片的表面，烘干后再进行极片的叠加，制成电芯后，通过入壳、注液等步骤得到电池成品。本申请提供的单体大容量锂离子电池制造方法和极片涂布设备，通过将隔膜浆料直接涂布于正极片或负极片上的方式，解决了电池在组装过程中隔膜不容易平整、移位、析锂等问题，从而很好地保证了电池的质量，可以实现单体电池大容量化。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及锂离子电池制造
，具体涉及一种锂离子电池制造方法和极片涂布设备，尤其涉及到单体大容量锂离子电池的制造方法和极片涂布设备。
技术介绍
随着新能源汽车产业的发展，对汽车的续航能力越来越重视，如何提高汽车的续航能力也是行业内需要攻关的技术难点。而为了提高汽车的续航能力，主要是需要提高电池的容量，因此，大容量电池应用而生。并且，大容量电池不仅可以应用到汽车产业，也可以应用到储能、电力等领域。请参考图1，为锂离子电池中单个电芯的结构示意图。电池电芯中包括正极片A101、负极片A102和隔膜A103。正极片A101与负极片A102之间放置有隔膜A103。图1所示的电芯中，包括一个负极片A102和两片正极片A101。正极片A101的集流体内侧涂布有正极浆料，负极片A102的集流体两侧涂布有负极浆料。目前单体大容量的聚合物锂离子电池的内部极片结构主要是采用层叠式结构，其生产工艺主要包括：首先经过搅拌涂布制成整卷极片卷料，然后根据电池的大小再切成单片的正极片和负极片，再与隔膜交替层叠组装而成。采用此工艺主要的缺点是极片与隔膜之间难以平整贴合，特别是在单体大容量电池的生产中；另外，叠好片的电池在工艺转运的过程当中也容易发生移位，造成内部短路，接触不良；在电池做成成品后，电池在充放电过程中，极片与极片之间也因受外力容易发生移位，发生内部短路；充放电过程中极片之间会膨胀，时间一长容易产生锂析出，造成电池内部 短路，产生安全问题。因此，目前的聚合物锂离子电池制造方法难以生产单体大容量大于50安时的电池。现有聚合物锂离子电池正极材料主要是由正极集流体、正极活性材料、粘合剂PVDF、导电剂组成，负极则由负极集流体、负极活性材料、导电剂、水性粘合剂组成。隔膜则采用聚丙烯或聚乙烯等薄膜组成。由于正极、负极里所有的粘合剂与隔膜组份都不能产生聚合粘接作用，因此，电池极片在充放电过程中容易发生极片移位或膨胀分离，引起电池内部短路或析锂，产生安全问题。另外，电池组装时隔膜易发生折皱，特别是当电池单体容量要做大时，因电池极片面积变大，隔膜在叠片时跟极片之间的接触平整难度很大。
技术实现思路
本申请提供了一种单体大容量锂离子电池制造方法和极片涂布设备，解决了电池在组装过程中隔膜不容易平整、移位、析锂等问题，因此极片尺寸可以加大，电池的单体容量可以做到更大。根据本申请的第一方面，本申请提供了一种单体大容量锂离子电池制造方法，包括：第一极片制造步骤，用于将制备好的第一极浆料涂布于第一集流体上，得到第一极片；第二极片制造步骤，用于将制备好的第二极浆料涂布于第二集流体上，得到第二极片；所述第一极片为正极片，第一极浆料为正极浆料，第一集流体为正极集流体，第二极片为负极片，第二极浆料为负极浆料，第二集流体为负极集流体；或者，所述第一极片为负极片，第一极浆料为负极浆料，第一集流体为负极集流体，第二极片为正极片，第二极浆料为正极浆料，第二集流体为正极集流体；隔膜涂布步骤，所述隔膜涂布步骤包括：制备隔膜浆料；将所述隔膜 浆料涂布于第一极片的一面或两面；将涂布有隔膜浆料的第一极片进行烘干；组装步骤，用于根据电池容量大小将涂布有隔膜浆料的第一极片与第二极片依次叠加，得到电池电芯，将电芯入壳、注液后得到电池成品。由于极片与隔膜之间是平整不起皱的，所以极片尺寸可以按照设备最大的加大能力来裁切，按目前的设备能力，采用本法，电池的极片尺寸最大可以切成长度和宽度分别是1000mm,按目前的普通的能量密度250Wh/L来计算，对于3.2V的磷酸铁锂电池来讲，如果叠片厚度为20mm,则1000*1000mm(长*宽)的容量可达1500Ah以上，实现了大容量的设计目标。根据本申请的第二方面，本申请还提供了一种用于上述方法的极片涂布设备，包括：第一极片放卷装置，用于将整卷第一极片放卷；隔膜浆料涂布装置，用于将制备好的隔膜浆料涂布于第一极片的一面或两面；烘干装置，用于将涂布有隔膜浆料的第一极片进行烘干；收卷装置，用于对涂布有隔膜浆料并且烘干后的第一极片进行收卷。本申请提供的单体大容量锂离子电池制造方法和极片涂布设备中，直接将制备好的隔膜浆料涂布于正极片或负极片的表面，烘干后再进行极片的叠加，制成电芯后，通过入壳、注液等步骤得到电池成品。本申请提供的单体大容量锂离子电池制造方法和极片涂布设备，通过将隔膜浆料直接涂布于正极片或负极片上的方式，解决了电池在组装过程中隔膜不容易平整、移位、析锂等问题，从而很好地保证了电池的质量，可以实现单体电池大容量化。附图说明为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为锂离子电池中单个电芯的结构示意图；图2为本申请一种实施例中单体大容量锂离子电池的制造方法的流程示意图；图3为本申请一实施例中涂布隔膜浆料前的正极片卷料的结构示意图；图4为本申请一种实施例中涂布隔膜浆料后的正极片卷料的结构示意图；图5为本申请一种实施例中在对涂布好隔膜浆料的正极片进行切片时，切出的左极耳极片和右极耳极片的结构示意图；图6为本申请一种实施例中，根据电池容量大小将涂布有隔膜浆料的正极片与负极片依次叠加，得到电池电芯的结构示意图；图7为本申请一种实施例中用于单体大容量锂离子电池制造方法的极片涂布设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请的专利技术构思在于：考虑到隔膜较薄，在其与正极片或负极片叠加时，容易导致叠加不平整的问题。本申请直接将制备好的隔膜浆料涂布 于正极片或负极片的表面，烘干后再进行极片的叠加，制成电芯后，通过入壳、注液等步骤得到电池成品。通过将隔膜浆料直接涂布于正极片或负极片上的方式，解决了电池在组装过程中隔膜不容易平整、移位、析锂等问题，从而很好地保证了电池的质量。需要说明的是，本申请中，第一极片为正极片，第一极浆料为正极浆料，第一集流体为正极集流体，第二极片为负极片，第二极浆料为负极浆料，第二集流体为负极集流体；或者，第一极片为负极片，第一极浆料为负极浆料，第一集流体为负极集流体，第二极片为正极片，第二极浆料为正极浆料，第二集流体为正极集流体。本申请实施例中，以第一极片为正极片，第一极浆料为正极浆料，第一集流体为正极集流体，第二极片为负极片，第二极浆料为负极浆料，第二集流体为负极集流体为例进行说明。当第一极片为负极片，第一极浆料为负极浆料，第一集流体为负极集流体，第二极片为正极片，第二极浆料为正极浆料，第二集流体为正极集流体时，其原理相同。实施例一请参考图2，本实施例提供了一种单体大容量锂离子电池制造方法，包括下面步骤：S01：正极片制造步骤，用于将制备好的正极浆料涂布于正极集流体上，得到正极片。S02：负极片制造步骤，用于将制备好的负极浆料涂布于负极集流体上，得到负极片。S03：隔膜涂布步骤。隔膜涂布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单体大容量锂离子电池制造方法，其特征在于，包括：第一极片制造步骤，用于将制备好的第一极浆料涂布于第一集流体上，得到第一极片；第二极片制造步骤，用于将制备好的第二极浆料涂布于第二集流体上，得到第二极片；所述第一极片为正极片，第一极浆料为正极浆料，第一集流体为正极集流体，第二极片为负极片，第二极浆料为负极浆料，第二集流体为负极集流体；或者，所述第一极片为负极片，第一极浆料为负极浆料，第一集流体为负极集流体，第二极片为正极片，第二极浆料为正极浆料，第二集流体为正极集流体；隔膜涂布步骤，所述隔膜涂布步骤包括：制备隔膜浆料；将所述隔膜浆料涂布于第一极片的一面或两面；将涂布有隔膜浆料的第一极片进行烘干；组装步骤，用于根据电池容量大小将涂布有隔膜浆料的第一极片与第二极片依次叠加，得到电池电芯，将电芯入壳、注液后得到电池成品。

【技术特征摘要】
1.一种单体大容量锂离子电池制造方法，其特征在于，包括：第一极片制造步骤，用于将制备好的第一极浆料涂布于第一集流体上，得到第一极片；第二极片制造步骤，用于将制备好的第二极浆料涂布于第二集流体上，得到第二极片；所述第一极片为正极片，第一极浆料为正极浆料，第一集流体为正极集流体，第二极片为负极片，第二极浆料为负极浆料，第二集流体为负极集流体；或者，所述第一极片为负极片，第一极浆料为负极浆料，第一集流体为负极集流体，第二极片为正极片，第二极浆料为正极浆料，第二集流体为正极集流体；隔膜涂布步骤，所述隔膜涂布步骤包括：制备隔膜浆料；将所述隔膜浆料涂布于第一极片的一面或两面；将涂布有隔膜浆料的第一极片进行烘干；组装步骤，用于根据电池容量大小将涂布有隔膜浆料的第一极片与第二极片依次叠加，得到电池电芯，将电芯入壳、注液后得到电池成品。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述隔膜浆料通过条缝挤压涂布的方式涂布于第一极片的一面或两面。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：第一极片制造步骤包括：在整卷第一集流体基材上，根据第一极片的大小，在第一集流体基材上分段涂布第一极浆料；第二极片制造步骤包括：在整卷第二集流体基材上，根据第二极片的大小，在第二集流体基材上分段涂布第二极浆料，之后根据第二极片的大小进行分切；隔膜涂布步骤包括：制备隔膜浆料；在分段涂布有第一极浆料的整卷第一
\t集流体基材上，将所述隔膜浆料涂布于第一极片的一面或两面；将涂布有隔膜浆料的第一极片进行烘干，之后根据第一极片的大小进行分切。4.如权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：程建聪，
申请(专利权)人：程建聪，
类型：发明
国别省市：广东;44