【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池生产，尤其是一种防止极片弯折断裂的方法。
技术介绍
1、提升活性物质的空间占有率，是增加电池能量密度的重要途径。相应地，随着活性物质所在活性物质层的涂敷量(单位面积上涂层的质量)和厚度增大，卷绕时极片内圈的折痕处粉料的总量随之增多，大量的粉料被压缩在一个极小的空间内，并对集流体施加较大的挤压应力；当极片涂敷量和压实密度提高到一定数值，粉料对集流体折痕的挤压应力过大时，卷绕式极组内圈的铝箔会发生局部或完全断裂，导致电芯无法正常循环，甚至无法正常装配成电芯。同理，在相同涂敷量下，碾压密度增高，单位体积的粉料数量增多，在卷绕时也容易出现断裂问题。
2、现阶段，解决极片卷绕脆断的途径之一是改善极片的柔韧性，例如，cn115124638a提供了一种含氟聚合物，可以降低粘结剂的结晶度和熔融焓，从而提高极片的柔性。cn15863643b提供了一种改性聚氨酯柔顺剂，可有效地分散活性物质、导电剂和粘结剂，同时减少颗粒与颗粒的摩擦，改善正极片的柔韧性。
3、然而，在浆料配方中增加柔顺剂或改变粘结剂分子结构，在提升极片整体加工性的同时，也可能给电芯性能带来潜在的影响。通常在加入这些物质后，需要重新评估新化学体系的电性能，这势必会增加时间和测试成本。且当极片厚度过大时，即使应用柔顺剂和改性粘结剂，也难以完全解决卷绕芯部弯折处的极片断裂问题。
4、此外，现阶段的技术手段主要集中于提升极片整体柔韧性，而实际上，极片只是在某些曲率较大的弯折区域的挤压应力偏高，大部分区域承受的应力较小，因而大部分区域并不需
5、因此，如何在不改变配方的情况下，减小高涂敷量、高压实密度的活性物质层对集流体的挤压应力，防止极片弯折脆断，是现阶段亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种防止极片弯折断裂的方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
3、一种防止极片弯折断裂的方法，具体步骤如下：
4、(1)确定极片卷绕装配的临界可加工涂敷量。
5、当极片涂敷量为cm0，碾压密度为pd0时，经过卷绕装配工序得到极组，拆解极组后，极片的折痕处未出现局部或完全断裂；当极片的涂敷量大于cm0、碾压密度为pd0，碾压前活性物质层的厚度为t0，碾压后活性物质层的厚度为t0′时，经过卷绕装配工序得到极组，拆解极组后，极片的折痕处出现了局部或完全断裂；则cm0是具有所述极片在碾压密度pd0条件下进行卷绕装配的临界可加工涂敷量；
6、(2)确认目标极片发生局部或完全断裂的位置。
7、目标极片，其配方与步骤(1)中所述极片的配方相同，其涂敷量为cm1，cm1>cm0，其碾压密度为pd0，极片延展率为η；经过卷绕装配工序得到极组，极组拆解后，确认极片出现局部或完全断裂的折痕有n个(n为正整数)，折痕距离参考粉线的距离为d1′，d2′，…，dn′。
8、极片延展率η＝(极片某一面的活性物质层碾压后的长度l0′/碾压前的长度l0-1)·100％。
9、(3)对于步骤(2)所述目标极片，在碾压前或碾压后进行局部削薄预处理，极片朝向卷绕式极组芯部的面为待削薄区域所在的面，局部削薄预处理分为两种方式：
10、(a)在碾压后做局部削薄：与参考粉线距离d1′，d2′，…，dn′的位置为n个削薄区域的中线，每个削薄区域的宽度w＝0.5·π·di·λ，其中，dl为最靠近芯部的待削薄区域所在的折数以内的卷绕结构的厚度，λ取值范围1.00～5.00；削薄区域的长度小于或等于极片宽度，削薄区域的深度e＝(cm1/cm0-1)·(t0′-tf)/2·ξ，其中，tf为集流体的厚度，ξ取值范围为1.00～1.50；
11、(b)在碾压前做局部削薄：与参考粉线距离d1，d2，…，dn的位置为n个削薄区域的中线，其中，d1＝d1′/(1+η)，d2＝d2′/(1+η)，…，dn＝dn′/(1+η)，每个削薄区域的宽度w＝0.5·π·di，其中，di为最靠近芯部的待削薄区域所在的折数以内的卷绕结构的厚度，λ取值范围1.00～5.00；削薄区域的长度小于或等于极片宽度，削薄区域的e＝(cm1/cm0-1)·(t0′-tf)/2·ξ，其中，tf为集流体的厚度，ξ取值范围为1.00～1.50；
12、(4)经过步骤(3)削薄预处理的极片，继续完成电极制作、卷绕成极组；拆开极组，进行两项检验及处理：
13、检验一：判断卷绕折痕线是否位于削薄区域之内，如果不在削薄区域之内，则进行微调处理；在满足检验一要求的前提下，进行检验二；
14、检验二：判断极片在弯折处是否依然存在局部或完全断裂，如果存在局部或完全断裂，进行改进处理；
15、对于检验一和二发现的问题，微调和改进处理的对象是未经过削薄预处理的极片；
16、(5)按照步骤(4)最终确定的参数，在电极制作过程中进行削薄预处理，完成电芯制作。
17、上述防止极片弯折断裂的方法中所述“配方”不仅包括涂层中不同原材料的配比，也包括集流体。其中，涂层中的原材料包括但不限于电池活性材料、导电剂、粘结剂、分散剂等；集流体包括但不限于金属集流体，金属-高分子复合箔，涂碳-金属集流体，磷酸亚铁锂涂层集流体，固态电解质涂层集流体等。“完全断裂”指的是极片的折痕处出现裂口，或极片在折痕处断开。目标极片，即实际使用的极片，是本申请的主要研究对象。
18、优选的，上述防止极片弯折断裂的方法，判断极片的折痕处是否发生局部断裂的方法：将极片的一个面朝向光照，如果在极片另一面看到光线透过极片折痕，则认为该折痕发生局部断裂。
19、优选的，上述防止极片弯折断裂的方法，进行局部削薄的方式可以是但不局限于激光蚀刻、离子束刻蚀等。
20、优选的，上述防止极片弯折断裂的方法，所述检验一中的微调处理是根据卷绕折痕与削薄区域的偏移量，移动削薄区域的中线位置，直至卷绕折痕位于削薄区域之内。
21、优选的，上述防止极片弯折断裂的方法，所述检验二中的改进处理方法为增大ξ并重复步骤(3)，直至极片弯折处不存在局部断裂或完全断裂；或在极片的两个面的相同位置上，进行步骤(3)中的削薄预处理操作。
22、优选的，上述防止极片弯折断裂的方法，检验二不合格时的改进处理，如果选择“在极片的两个面的相同位置上，进行步骤(3)中的削薄预处理操作”，在极片卷绕后背向芯部的面进行局部削薄处理时的ξ的值，小于或等于在极片卷绕后背向芯部的面进行局部削薄处理时的ξ的值。
23、有益效果：
24、所述防止极片弯折断裂的方法，应对厚涂电极或高压实电极弯折裂片问题，提供了一种局部削薄的方案，按照一定规则控制极片在部分弯折区域的粉料的量，减小曲率较大区域的粉料对箔的作用力，进而防止极片在弯折处发生局部或完全断裂；通过两项检验，保证局部削薄区域位置的准确性和作用范围，更大限本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：所述步骤(1)中确定极片卷绕装配的临界可加工涂敷量的具体方法为：当极片涂敷量为CM0，碾压密度为PD0，碾压前活性物质层的厚度为T0，碾压后活性物质层的厚度为T0′时，经过卷绕装配工序得到极组，拆解极组后，极片的折痕处未出现局部或完全断裂；当极片的涂敷量大于CM0，且碾压密度为PD0时，经过卷绕装配工序得到极组，拆解极组后，极片的折痕处出现了局部或完全断裂；则CM0是具有所述极片在碾压密度PD0条件下进行卷绕装配的临界可加工涂敷量。
3.根据权利要求1所述的防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：所述步骤(2)中确认目标极片发生局部或完全断裂的位置的具体方法为：目标极片的涂敷量为CM1，CM1＞CM0，其碾压密度为PD0，极片延展率为η；经过卷绕装配工序得到极组，极组拆解后，确认极片出现局部或完全断裂的折痕有n个，折痕距离参考粉线的距离为d1′，d2′，…，dn′。
4.根据权利要求3所述的防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：所述
5.根据权利要求3所述的防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：所述步骤(1)中极片延展率的计算公式为：极片延展率η＝(极片某一面的活性物质层碾压后的长度L0′/碾压前的长度L0-1)·100％。
6.根据权利要求1所述的防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：判断极片的折痕处是否发生局部断裂的方法：将极片的一个面朝向光照，如果在极片另一面看到光线透过极片折痕，则认为该折痕发生局部断裂。
7.根据权利要求1所述的防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：进行局部削薄的方式为激光蚀刻或离子束刻蚀。
8.根据权利要求1所述的防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：所述检验一中的微调处理是根据卷绕折痕与削薄区域的偏移量，移动削薄区域的中线位置，直至卷绕折痕位于削薄区域之内。
9.根据权利要求1所述的防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：所述检验二中的改进处理方法为增大ξ并重复步骤(3)，直至极片弯折处不存在局部断裂或完全断裂；或在极片的两个面的相同位置上，进行步骤(3)中的削薄预处理操作。
10.根据权利要求1或9所述的防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：检验二不合格时的改进处理，如果选择“在极片的两个面的相同位置上，进行步骤(3)中的削薄预处理操作”，在极片卷绕后背向芯部的面进行局部削薄处理时的ξ的值，小于或等于在极片卷绕后背向芯部的面进行局部削薄处理时的ξ的值。
...【技术特征摘要】
1.一种防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：所述步骤(1)中确定极片卷绕装配的临界可加工涂敷量的具体方法为：当极片涂敷量为cm0，碾压密度为pd0，碾压前活性物质层的厚度为t0，碾压后活性物质层的厚度为t0′时，经过卷绕装配工序得到极组，拆解极组后，极片的折痕处未出现局部或完全断裂；当极片的涂敷量大于cm0，且碾压密度为pd0时，经过卷绕装配工序得到极组，拆解极组后，极片的折痕处出现了局部或完全断裂；则cm0是具有所述极片在碾压密度pd0条件下进行卷绕装配的临界可加工涂敷量。
3.根据权利要求1所述的防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：所述步骤(2)中确认目标极片发生局部或完全断裂的位置的具体方法为：目标极片的涂敷量为cm1，cm1＞cm0，其碾压密度为pd0，极片延展率为η；经过卷绕装配工序得到极组，极组拆解后，确认极片出现局部或完全断裂的折痕有n个，折痕距离参考粉线的距离为d1′，d2′，…，dn′。
4.根据权利要求3所述的防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：所述步骤(2)中目标极片的配方与步骤(1)中所述极片的配方相同。
5.根据权利要求3所述的防止极片弯折断裂的方法，其特征在于：所述步骤(1)中...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭立超，姜泽，郝琦，陈芳，张晓卿，孔令丽，
申请(专利权)人：天津力神聚元新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。