电极片生产设备、生产线及电极片加工方法技术

本发明专利技术提供了一种锂浆料电池的电极片生产设备，该电极片生产设备包括压片装置，压片装置包括注料凹模、下压凸模、第一下驱动装置、第一上驱动装置、注料口以及储料装置。在压片工序中，由承载台承载的第一集流体移动至压片工位，注料凹模下压至第一集流体的上表面，通过注料口将储料装置中的电极材料注入注料凹模中，下压凸模伸入至注料凹模内对电极材料进行压制，从而形成锂浆料电池电极片的电极材料层。此外，电极片生产设备还可以实现电极片的压胶、胶封(或热封)等加工操作，实现了锂浆料电池的电极片的自动化生产，提高了生产效率、优化了生产质量、保证了产品的一致性。另外，本发明专利技术还提供了电极片生产线以及电极片的加工方法。

【技术实现步骤摘要】
电极片生产设备、生产线及电极片加工方法
本专利技术涉及锂浆料电池领域，具体地涉及一种锂浆料电池的电极片生产设备、生产线及电极片加工方法。
技术介绍
锂浆料电池是一种低成本、长寿命、高安全、易回收的新型锂离子电池。锂浆料电池的电极片中含有电极材料层，其中，电极材料含有一定比例在电解液中悬浮或沉淀的导电颗粒，当电池受到外部冲击或震荡时，由于此部分导电颗粒没有粘接固定，因此可以在电解液中局部移动，形成动态的导电网络，锂浆料电池的电极厚度可以达到传统锂离子电池的10-50倍，由此可以避免传统锂离子电池电极材料脱落或松动造成的电池容量下降问题和循环寿命衰减等问题。由于锂浆料电池的电极片结构和电极材料层的形态与传统锂离子电池不同，因此，传统锂离子电池的生产设备和加工方法无法适用于锂浆料电池的生产。针对锂浆料电池的电极片生产中的电极材料层成型和边缘密封等特殊要求，需要提出适用于锂浆料电池自动化生产的生产设备、生产线和加工方法。
技术实现思路
针对以上存在的问题，本专利技术提供一种锂浆料电池的电极片生产设备，该电极片生产设备包括压片装置，压片装置包括注料凹模、下压凸模、用于驱动注料凹模的第一下驱动装置、用于驱动下压凸模的第一上驱动装置、注料口以及储料装置。在压片工序中，由承载台承载的第一集流体移动至压片工位，注料凹模下压至第一集流体的上表面，通过注料口将储料装置中的电极材料注入注料凹模中，下压凸模伸入至注料凹模内对电极材料进行压制，从而形成锂浆料电池电极片的非粘接固定的电极材料层。此外，通过使承载台经过压胶工位、压片工位、胶封工位(或热封工位)，能够利用电极片生产设备的压胶装置、压片装置、压紧装置(热封装置)实现锂浆料电池的电极片的自动化生产，提高了生产效率、优化了生产质量、保证了产品的一致性。另外，本专利技术还提供了包括该电极片生产设备的电极片生产线以及电极片的加工方法。本专利技术提供的技术方案如下：根据本专利技术提供一种锂浆料电池的电极片生产设备，锂浆料电池的电极片包括第一集流体、第二集流体、位于第一集流体与第二集流体之间的电极材料层、以及沿第一集流体和第二集流体的四周边缘设置的用于对电极片进行密封的密封条，该电极片生产设备包括位于压片工位的压片装置。压片装置包括：注料凹模，注料凹模为具有通孔的板块状结构，注料凹模的通孔用于限定电极材料层的外轮廓；第一下驱动装置，第一下驱动装置与注料凹模相连用以驱动注料凹模上下移动；注料口和储料装置，储料装置用于储存电极材料，注料口通过管路连接于储料装置，注料口能够将储料装置中的电极材料注入注料凹模的通孔内；下压凸模，下压凸模的形状与注料凹模的通孔的形状相匹配使得下压凸模能够伸入注料凹模的通孔内并对注料凹模的通孔内的电极材料进行压实；以及，第一上驱动装置，第一上驱动装置与下压凸模相连用以驱动下压凸模上下移动。锂浆料电池的电极片的第一集流体和第二集流体可以为多孔正极集流体、或者第一集流体和第二集流体可以为多孔负极集流体。多孔正极集流体可以为具有通孔结构的厚度为1μm～2000μm、优选为0.05μm～1000μm的电子导电层，多孔正极集流体的孔径可以为0.01μm～2000μm、优选为10μm～1000μm，通孔孔隙率可以为10％～90％。多孔正极集流体可以为导电金属层，导电金属层为金属网或金属丝编织网，网孔可以为方形、菱形、长方形或多边形等；或者，导电金属层为具有通孔结构的泡沫金属网；或者，导电金属层为多孔金属板或多孔金属箔，导电金属层的材料可以为不锈钢、铝或银等。或者，多孔正极集流体可以为碳纤维导电布、金属丝与有机纤维丝混合的导电布，金属丝的材料可以为铝、合金铝、不锈钢或银等，有机纤维丝可以包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、丙纶、聚乙烯及聚四氟乙烯等中的一种或几种。或者，多孔正极集流体为表面涂覆导电涂层或镀有金属薄膜的金属导电层、导电布、无机非金属材料、多孔有机材料等，导电涂层为导电剂与粘结剂的混合物或者导电涂层为导电剂、正极活性材料与粘结剂的混合物，混合的方式为粘接、喷涂、蒸镀或机械压合等，多孔有机材料包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、丙纶、聚乙烯及聚四氟乙烯等，无机非金属材料包括玻璃纤维无纺布、陶瓷纤维纸，导电剂为碳黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、无定形碳、金属导电颗粒和金属导电纤维等中的一种或几种，金属导电颗粒或者金属导电纤维的材料可以为铝、不锈钢或银等，粘结剂可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠和改性聚烯烃等中的一种或几种。或者，多孔正极集流体为上述任意两种或几种所组成的组合体。多孔负极集流体可以为具有通孔结构的厚度为1μm～2000μm、优选为0.05μm～1000μm的电子导电层，多孔负极集流体的孔径可以为0.01μm～2000μm、优选为10μm～1000μm，通孔孔隙率可以为10％～90％。多孔负极集流体可以为导电金属层，导电金属层可以为金属网或金属丝编织网，网孔可以为方形、菱形、长方形或其他多边形等；或者，导电金属层可以为具有多孔结构的多孔泡沫金属层；或者，导电金属层可以为多孔金属板或多孔金属箔，导电金属层的材料可以为不锈钢、镍、钛、锡、铜、镀锡铜或镀镍铜等。或者，多孔负极集流体可以为碳纤维导电布、金属丝与有机纤维丝混合的导电布，金属丝的材料可以为不锈钢、镍、钛、锡、铜、镀锡铜或镀镍铜等；有机纤维丝包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、丙纶、聚乙烯及聚四氟乙烯中的一种或几种。或者，多孔负极集流体可以为表面涂覆导电涂层或镀有金属薄膜的金属导电层、导电布、无机非金属材料、多孔有机材料，导电涂层可以为导电剂与粘结剂或导电剂、负极活性材料与粘结剂的复合物，复合的方式可以为粘接、喷涂、蒸镀或机械压合等，多孔有机材料可以包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、丙纶、聚乙烯及聚四氟乙烯等，无机非金属材料可以包括玻璃纤维无纺布和陶瓷纤维纸等，导电薄膜的材料可以为不锈钢、镍、钛、锡、铜、镀锡铜或镀镍铜等，导电剂可以为碳黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、无定形碳、金属导电颗粒和金属导电纤维中的一种或几种，金属导电颗粒或者金属导电纤维的材料可以为不锈钢、镍、钛、锡、铜、镀锡铜或镀镍铜等，粘结剂可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠和改性聚烯烃中的一种或几种。或者，多孔负极集流体可以为上述任意两种或多种的组合。电极材料层可以为干燥态或半干态的正极材料层或负极材料层，由于干燥态或半干态的电极活性导电颗粒之间存在空隙，因此形成了可供流体通过的多孔结构。例如，在锂浆料电池中，非粘接固定的正极活性导电颗粒和/或非粘接固定的负极活性导电颗粒的堆积孔隙率可大于5％并小于60％。在浸入电解液的情况下，非粘接固定的正极活性导电颗粒和/或非粘接固定的负极活性导电颗粒能够在电解液中移动并分别形成正极浆料和/或负极浆料。正极活性导电颗粒占正极浆料的质量比可以为10％～90本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂浆料电池的电极片生产设备，锂浆料电池的电极片包括第一集流体、第二集流体、位于所述第一集流体与所述第二集流体之间的电极材料层、以及沿所述第一集流体和第二集流体的四周边缘设置的用于对电极片进行密封的密封条，其特征在于，所述电极片生产设备包括位于压片工位的压片装置，所述压片装置包括：注料凹模，所述注料凹模为具有通孔的板块状结构，所述注料凹模的通孔用于限定所述电极材料层的外轮廓；第一下驱动装置，所述第一下驱动装置与所述注料凹模相连用以驱动所述注料凹模上下移动；注料口和储料装置，所述储料装置用于储存电极材料，所述注料口通过管路连接于所述储料装置，所述注料口能够将所述储料装置中的电极材料注入所述注料凹模的通孔内；下压凸模，所述下压凸模的形状与所述注料凹模的通孔的形状相匹配使得所述下压凸模能够伸入所述注料凹模的通孔内并对所述注料凹模的通孔内的电极材料进行压实；以及，第一上驱动装置，所述第一上驱动装置与所述下压凸模相连用以驱动所述下压凸模上下移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂浆料电池的电极片生产设备，锂浆料电池的电极片包括第一集流体、第二集流体、位于所述第一集流体与所述第二集流体之间的电极材料层、以及沿所述第一集流体和第二集流体的四周边缘设置的用于对电极片进行密封的密封条，其特征在于，所述电极片生产设备包括位于压片工位的压片装置，所述压片装置包括：注料凹模，所述注料凹模为具有通孔的板块状结构，所述注料凹模的通孔用于限定所述电极材料层的外轮廓；第一下驱动装置，所述第一下驱动装置与所述注料凹模相连用以驱动所述注料凹模上下移动；注料口和储料装置，所述储料装置用于储存电极材料，所述注料口通过管路连接于所述储料装置，所述注料口能够将所述储料装置中的电极材料注入所述注料凹模的通孔内；下压凸模，所述下压凸模的形状与所述注料凹模的通孔的形状相匹配使得所述下压凸模能够伸入所述注料凹模的通孔内并对所述注料凹模的通孔内的电极材料进行压实；以及，第一上驱动装置，所述第一上驱动装置与所述下压凸模相连用以驱动所述下压凸模上下移动。


2.根据权利要求1所述的锂浆料电池的电极片生产设备，其中，所述电极片生产设备还包括承载台，所述承载台的上表面能够承载所述电极片，所述承载台上设有承载台通孔或承载台沟槽，所述承载台通孔或承载台沟槽允许加工部件从下方穿过所述承载台通孔或承载台沟槽从而能够从所述承载台的下方对所述电极片进行加工。


3.根据权利要求2所述的锂浆料电池的电极片生产设备，其中，所述承载台固定连接于输送装置，所述输送装置为能够旋转的旋转台或者所述输送装置为能够传送的传送带。


4.根据权利要求1所述的锂浆料电池的电极片生产设备，其中，所述注料凹模包括下突出部或中空的通孔内套，所述下突出部沿所述通孔的外轮廓固定连接于所述注料凹模的下表面或者与所述注料凹模的下表面一体成型，所述通孔内套能够固定安装于所述通孔中并从所述通孔向下延伸，所述下突出部的高度和所述通孔内套自所述注料凹模的下表面向下延伸的高度大于等于所述密封条的厚度。


5.根据权利要求1所述的锂浆料电池的电极片生产设备，其中，所述下压凸模和/或所述注料凹模内设有加热元件，使得在压实电极材料的过程中对电极材料进行加热。


6.根据权利要求2所述的锂浆料电池的电极片生产设备，其中，所述电极片生产设备还包括位于压胶工位的压胶装置，所述压胶装置包括：真空吸盘，所述真空吸盘能够用于抓取密封条；第二上驱动装置，所述第二上驱动装置与所述真空吸盘相连用以驱动所述真空吸盘上下移动；水平移动装置，所述第二上驱动装置连接于所述水平移动装置使得所述第二上驱动装置能够水平移动。


7.根据权利要求6所述的锂浆料电池的电极片生产设备，其中，所述压胶装置还包括：压胶装置加热部，所述压胶装置加热部设有竖直的加热板，所述竖直的加热板能够穿过所述承载台通孔或承载台沟槽用以对置于所述承载台上的所述第一集流体和置于所述第一集流体上的所述密封条进行加热，从而将所述密封条的下表面熔化以便将所述密封条与所述第一集流体固定连接；第二下驱动装置，所述第二下驱动装置与所述压胶装置加热部相连用以驱动所述压胶装置加热部上下移动。


8.根据权利要求6或7所述的锂浆料电池的电极片生产设备，其中，所述电极片生产设备还包括位于胶封工位的压紧装置，所述压紧装置包括：压块，所述压块能够将置于所述密封条的上表面的所述第二集流体与所述密封条进行压紧以便进行胶粘连接；第三上驱动装置，所述第三上驱动装置与所述压块相连用以驱动所述压块上下移动。


9.根据权利要求2所述的锂浆料电池的电极片生产设备，其中，所述电极片生产设备还包括位于第一热封工位的第一热封装置，所述第一热封装置包括：第一上热封部，所述第一上热封部能够加热并且能够移动至所述第二集流体的上表面，从而将所述第二集流体下面的密封条的上表面熔化以将所述第二集流体和所述密封条固定连接，所述第一上热封部为平板状、环状或条状结构；第四上驱动装置，所述第四上驱动装置与所述第一上热封部相连用以驱动所述第一上热封部上下移动。


10.根据权利要求9所述的锂浆料电池的电极片生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：何颖源，王子剑，陈永翀，孙晨宇，侯洋，张彬，
申请(专利权)人：北京好风光储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11