專利名稱：電池電極的制作方法及其設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是屬于電池電極的制作方法，特別是指一種能夠降低電池短路率的鋰離子電池電極的制作方法，及該方法所使用的設備。
背景技術：
短路問題一直是鋰離子電池最頭痛的問題之一。在充電過程中，陽極(負極，多為碳基化合物)，接收從陰極(正極，多為金屬氧化物)釋放出的鋰離子。鋰離子保持在由各個嵌入化合物分子形成的間隙空間中。當陽極(負極)接受鋰離子時，體積可膨脹6～10％，這就是所述的陽極膨脹。當陰極(正極)釋放鋰離子時，體積膨脹可最多達3％，這就是所述的陰極膨脹。
陽極膨脹是因為鋰離子插入石墨的層間結構，插入后產生的應力抵消了一部分石墨層間的吸引力(即范德華力)，造成層間距變大(鋰離子未插入時，石墨層間距d002＜0.34nm；充電后變大為d002＝0.37nm)，宏觀上導致負極片厚度變厚。
陰極膨脹是因為，當陰極為金屬氧化物的情況下，通過金屬氧化物的氧原子(帶負電荷)堆疊在相鄰平面中的金屬氧化物的氧原子之上，從而形成間隙空間。當帶正電荷的鋰離子置于這些平面之間時，根據(jù)正負電荷相吸的原理，會拉攏這些平面。因此，當帶正電荷的鋰離子離開負電荷所圍成的空隙時，金屬氧化物的氧原子會互相排斥，造成空隙變大，宏觀上導致正極片厚度變厚。
陽極和陰極在充電過程中的膨脹使隔膜在負極片和正極片之間受到擠壓?，F(xiàn)在鋰離子電池行業(yè)基本上都在向采用涂敷大片鋁箔、銅箔，再將其壓實，最后滾切成小片的工藝流程轉變。但是先滾壓極片后再滾切會造成極片邊緣產生銅、鋁箔毛刺，在典型的卷繞型鋰離子電池中，通過將負極片1、隔膜2和正極片3卷繞或層疊在一起而組裝(如圖1所示)，其中隔膜2最寬，其次是負極片1，正極片3最窄，由于隔膜2很薄，一般厚度≤0.025mm，因此在充電過程中，當陽極和陰極膨脹時，負極片1和正極片3上的銅、鋁箔毛刺很容易刺穿隔膜2從而引起短路，最終造成鋰離子電池內部短路率上升，使生產成本增大，原材料浪費。

發(fā)明內容
為克服上述缺陷，本發(fā)明的目的即在于提供一種能夠降低電池短路率的鋰離子電池電極的制作方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的本發(fā)明一種鋰電池電極的制作方法，包括將涂敷、烘烤后的極片進行一次滾壓，再裁成小片，尤其是還包括將所述小片通過滾壓機進行二次滾壓，所述二次滾壓壓力范圍在0.01MPa～0.1MPa之間。。
在此基礎上，其中所述二次滾壓壓力的最佳范圍在0.04MPa～0.06MPa之間。
所述極片在二次滾壓后的厚度與一次滾壓后的厚度之比在0.98～1之間。
本發(fā)明如上述所提及的滾壓機，尤其是所述滾壓機設有兩個支架和兩個可相對旋轉且相互平行的疊放在一起的膠輪，其中在該兩個支架是分別固定在該兩個膠輪的兩端，該兩個支架的頂部分別各設置有用于調節(jié)兩個膠輪之間的滾壓力的壓力調節(jié)桿。
在上述基礎上，所述的兩個膠輪的兩側還設置有傳送帶。
本發(fā)明的有益效果在于由于本發(fā)明將滾切后的小片進行二次滾壓，是采用的小型滾壓機，用較低的壓力將壓實滾切后的極片進行二次滾壓，且采用較低的壓力，在盡量不改變極片厚度及壓實密度的情況下，將極片邊緣的豎直毛刺壓平，使這些豎直狀的毛刺壓成與極片平行狀或壓實到活性物料內部，同時也能將極片邊緣壓成圓角，因此避免了毛刺與直角邊緣對隔膜的損傷，大大降低了制成電池的內部短路率，進而降低生產成本。所述的滾壓機結構簡單，使用方便。


為了易于說明，本發(fā)明由下述的較佳實施例及附圖作以詳細描述。
圖1是現(xiàn)有技術生產的正負極片與隔膜裝配后的結構示意圖。
圖2是依本發(fā)明電池電極的制作方法所制得的正負極片與隔膜裝配后的結構示意圖。
圖3是圖本發(fā)明電池電極的制作方法所用小型滾壓機在滾壓極片時的結構示意圖。
圖4是3的左視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明電池電極的制作方法，首先根據(jù)電池電極的設計需要所確定極片的最終厚度和壓實密度，進而設置適當?shù)膲毫?，將涂敷烘烤后的大尺寸極片進行正常滾壓壓實，再滾切成最終的小尺寸極片。然后，調整好小型滾壓機的壓力，一般壓力要求控制在0.01MPa～0.1MPa之間，最佳范圍在0.04MPa～0.06MPa之間，即該壓力的設置要求不能改變經(jīng)過正常滾壓后的極片厚度和壓實密度，將最終的小尺寸進行二次滾壓，目的是將極片邊緣的銅、鋁箔的豎直毛刺壓平，使這些豎直狀的毛刺壓成與極片平行狀或壓實到活性物料內部(如圖3和圖4所示)。同時也能將極片邊緣壓成圓角，以此避免豎直狀毛刺和鋒利的直角邊緣損傷離子交換膜，造成正負極短接短路，最終降低制成電池的內部短路率，如圖2所示，被二次滾壓后，負極片1’、隔膜2’和正極片3’卷繞或層疊在一起而組裝后，不會損傷隔膜2’，造成正負極短接短路。
上述的小型滾壓機設有兩個支架4和兩個可相對旋轉且相互平行的疊放在一起的膠輪5，其中在該兩個支架4是分別固定在該兩個膠輪5的兩端，用來支撐兩膠輪5，該兩個支架4的頂部還分別各設置有用于調節(jié)兩個膠輪5之間的滾壓力的壓力調節(jié)桿6，在所述的兩個膠輪5的兩側還設置有傳送帶7(如圖3和圖4所示)。
在現(xiàn)實中具體測驗如下取正常生產極片10000片(先壓實后滾切)，抽樣50片測其厚度，用Micro-Vu放大極片，觀測毛刺形態(tài)和極片邊緣角度。調整滾壓機壓力為0.05MPa，按圖3所示的方式二次壓片。再測其厚度，用Micro-Vu放大極片，觀測毛刺形態(tài)和極片邊緣角度的變化。最后在按照正常工藝作成電池。
厚度對比

毛刺對比用Micro-Vu觀測，未二次滾壓的極片邊緣毛刺基本都呈豎直形態(tài)；而在二次滾壓后，毛刺基本上被壓平或者壓入活性物質內部。
極片邊緣角度對比用Micro-Vu觀測，未二次滾壓的極片邊緣角度鋒利，多呈90°；而在二次滾壓后，角度鈍化，基本上呈斜邊或者圓角。
內部短路率由經(jīng)二次滾壓后的極片所制得的電池的短路率為0.01％，而由正常生產未經(jīng)二次滾壓的極片所制得的電池短路率為0.15％。
權利要求
1.一種鋰電池電極的制作方法，包括將涂敷、烘烤后的極片進行一次滾壓，再裁成小片，其特征在于還包括將所述小片進行二次滾壓，所述二次滾壓壓力范圍在0.01MPa～0.1MPa之間。
2.如權利要求1所述的電池電極的制作方法，其特征在于所述二次滾壓壓力的最佳范圍在0.04MPa～0.06MPa之間。
3.如權利要求1所述的電池電極的制作方法，其特征在于所述極片在二次滾壓后的厚度與一次滾壓后的厚度之比在0.98～1之間。
4.一種如權利要求1所提及的滾壓機，其特征在于所述滾壓機設有兩個支架和兩個可相對旋轉且相互平行的疊放在一起的膠輪，其中在該兩個支架是分別固定在該兩個膠輪的兩端，該兩個支架的頂部分別各設置有用于調節(jié)兩個膠輪之間的滾壓力的壓力調節(jié)桿。
5.如權利要求1所述的滾壓機，其特征在于在所述的兩個膠輪的兩側還設置有傳送帶。
全文摘要
本發(fā)明是關于電池電極的制作方法，主要包括按正常生產工藝將涂敷、烘烤后的大尺寸極片滾壓，再滾切成最終的小尺寸極片，尤其是調整好滾壓機的壓力，將獲得最終的小尺寸極片進行二次滾壓；以及關于該方法所使用的設備。通過這種制備方法制備電池電極能夠降低電池短路率。
文檔編號H01M4/04GK1988219SQ20051012109
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月22日 優(yōu)先權日2005年12月22日
發(fā)明者肖偉, 王建軍 申請人:比亞迪股份有限公司