一種實驗室適用的鋰電池極片快速制作裝置的制作方法

本實用新型涉及一種鋰電池極片制作，具體是一種實驗室適用的鋰電池極片快速制作裝置。

背景技術：

鋰離子電池具有比能量高、循環壽命長、自放電率低、工作溫度范圍寬、低溫效應好等優點，受到越來越多的關注，也因此成為新能源汽車首選的動力蓄電池。開發新材料、新體系電池，不斷提升鋰電池性能已成為各研究院所、鋰電池生產企業迫在眉睫的任務。

鋰電池制作涉及合漿、涂布、輥壓、分切、組裝，其中涂布作為鋰電池制作的核心工序，對電池制作均有較大的影響。目前實驗室普遍采用小型涂布機進行極片涂覆，其工作原理分為兩步：（1）順轉棍定厚過程，（2）逆轉輥涂層轉移過程；即在涂布過程中，靠調節順轉棍涂布中由兩根轉動方向相同的涂布輥和計量輥之間的計量間隙來控制，在涂布輥上形成需要厚度的涂層。此種設備涂布操作復雜，一般要求專人操作，且一次需求漿料較多，因此對于漿料較少的實驗，或者小數量電芯制作該設備特別不方便，且制作周期較長。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種實驗室適用的鋰電池極片快速制作裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種實驗室適用的鋰電池極片快速制作裝置，包括限厚定型組件、集流體和底板，所述底板的上方依次設置集流體和限厚定型組件，限厚定型組件上設置與鋰電池極片形狀相同的通孔。

作為本實用新型進一步的方案：所述限厚定型組件上的通孔內加注電極漿料，使得電極漿料成型后與集流體的一面連接，形成單面涂覆。

作為本實用新型進一步的方案：所述集流體和底板之間設置墊具，用于進行雙面涂覆。

作為本實用新型進一步的方案：所述集流體帶有電極漿料的一面設置正對墊具設置，再往限厚定型組件上的通孔內加注電極漿料，使得電極漿料成型后與集流體另一面連接，形成雙面涂覆。

作為本實用新型進一步的方案：所述限厚定型組件、集流體和墊具的四角均開設有與底板上螺紋孔相對應的通孔。

作為本實用新型進一步的方案：所述底板、限厚定型組件、墊具均采用耐一定溫度、耐有機溶劑的高分子聚合物材質，如PET、PI、PPS、PP、ABS、POM、PMMA等。

作為本實用新型進一步的方案：所述限厚定型組件的厚度為0.2-15mm。

作為本實用新型進一步的方案：所述底板的厚度為5-20mm。

作為本實用新型進一步的方案：所述限厚定型組件的厚度要求大于電極漿料的涂覆厚度。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

本實用適用于卷繞型電池極片制作；疊片式電池極片制作；以及異形電池極片制作。適用于磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋁等體系正極電極片制作；適用于天然石墨、人造石墨、混合石墨、硅炭合金、鈦酸鋰等體系負極電極片制作。

本實用可以大幅縮短鋰電池電極片的制作時間，減少原材料的使用，并且適用于各種形狀電池（含異形電池）電極片的制作；同時該裝置體積較小，可置于手套箱內進行操作，有利于某些易吸水材料的電極片的制作。

附圖說明

圖1為單面涂覆的結構示意圖。

圖2為雙面涂覆的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1～2，本實用新型實施例中，一種實驗室適用的鋰電池極片快速制作裝置，包括限厚定型組件1、集流體2和底板3，所述底板3的上方依次設置集流體2和限厚定型組件1，限厚定型組件1上設置與鋰電池極片形狀相同的通孔。

使用時，將限厚定型組件1上的通孔內加注電極漿料，使得電極漿料成型后與集流體2的一面連接，形成單面涂覆。

所述集流體2和底板3之間設置墊具4，用于進行雙面涂覆。

使用時，將集流體2帶有電極漿料的一面設置正對墊具4設置，再往限厚定型組件1上的通孔內加注電極漿料，使得電極漿料成型后與集流體2另一面連接，形成雙面涂覆。

所述限厚定型組件1、集流體2和墊具4的四角均開設有與底板3上螺紋孔相對應的通孔，以便于定位安裝。

本實用新型的工作原理是：

例：

1、疊片式電芯電極片制作

該結構電芯內部為一張張獨立的極片，電極片具有面積小，數量多的特點：

（1）確定電極片長寬a*b（m*m）、電極片面密度 ρ（g/m2）（即單位面積上固體粉料的重量）要求；

（2）制漿，根據工藝要求將電極活性材料、導電劑、粘結劑和溶劑進行混合，制成固含量c（%）確定的電極漿料，測試成品漿料密度m（g/m3）；

（3）根據漿料密度m（g/m3）、固含量c（%）、電極片長寬a*b（mm*mm）、電極片面密度 ρ（g/m2）計算單面涂覆所需漿料體積V（m3）和漿料涂覆后厚度h（m）

V=0.5abρ/mc

h=0.5ρ/mc

（4）依照（3）中計算值取相應厚度h、電極片長寬a*b選取限厚定型組件，將底板、鋁箔、限厚定型組件依次疊放，并鎖緊定位螺絲；

（5）依照（3）中計算值量取體積為V的電極漿料，將電極漿料緩慢均勻的傾倒于限厚定位組件內，并用水平刮板輔助漿料在區域內的流平；

（6）將上述裝置放入烘箱＜120℃）至漿料完全烘干；

（7）旋松定位螺絲，依次取下限厚定位組件、單面涂覆漿料的集流體；

（8）將底板、墊具、單面涂覆集流體、限厚定型組件依次疊放，并鎖緊定位螺絲；

（9）依照（3）中計算值量取體積為V的電極漿料，將電極漿料緩慢均勻的傾倒于限厚定位組件內，并用水平刮板輔助漿料在區域內的流平；

（10）將上述裝置放入烘箱＜120℃）至漿料完全烘干；

（11）旋松定位螺絲，依次取下限厚定位組件、雙面涂覆漿料的集流體、墊具；所得雙面涂覆漿料的集流體即為本實驗的產品電極片。

2、卷繞式電芯極片制作

該結構電芯內部一般只含有一張正極電極片和一張負極電極片，電極片具有面積大，數量少的特點：

（1）確定電極片長寬a*b（m*m）、電極片面密度 ρ（g/m2）（即單位面積上固體粉料的重量）要求；

（2）制漿，根據工藝要求將電極活性材料、導電劑、粘結劑和溶劑進行混合，制成固含量c（%）確定的電極漿料，測試成品漿料密度m（g/m3）；

（3）根據漿料密度m（g/m3）、固含量c（%）、電極片長寬a*b（mm*mm）、電極片面密度 ρ（g/m2）計算單面涂覆所需漿料體積V（m3）和漿料涂覆后厚度h（m）

V=0.5abρ/mc

h=0.5ρ/mc

（4）依照（3）中計算值取相應厚度h、電極片長寬a*b選取限厚定型組件，將底板、鋁箔、限厚定型組件依次疊放，并鎖緊定位螺絲；

（5）依照（3）中計算值量取體積為V的電極漿料，將電極漿料緩慢均勻的傾倒于限厚定位組件內，并用水平刮板輔助漿料在區域內的流平；

（6）將上述裝置放入烘箱（120℃）至漿料完全烘干；

（7）旋松定位螺絲，依次取下限厚定位組件、單面涂覆漿料的集流體；

（8）將底板、墊具、單面涂覆集流體、限厚定型組件依次疊放，并鎖緊定位螺絲；

（9）依照（3）中計算值量取體積為V的電極漿料，將電極漿料緩慢均勻的傾倒于限厚定位組件內，并用水平刮板輔助漿料在區域內的流平；

（10）將上述裝置放入烘箱（120℃）至漿料完全烘干；

（11）旋松定位螺絲，依次取下限厚定位組件、雙面涂覆漿料的集流體、墊具；所得雙面涂覆漿料的集流體即為本實驗的產品電極片。

對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。