用于辊压电极片的设备和方法和通过该方法制造的电极片与流程

本发明涉及用于辊压电极片的设备和方法和通过该方法制造的电极片。更具体地，本发明涉及一种用于辊压电极片的设备，该设备能够在电极片的辊压过程期间，更具体地，在接片按压过程期间，防止电极片损坏。本发明还涉及一种用于辊压电极片的方法，根据该方法，可以在电极片的辊压过程期间，更具体地，在接片按压过程期间，防止电极片由于施加的压力而损坏。此外，本发明还涉及一种通过用于辊压电极片的方法制造的电极片，根据该方法，避免了在电极片的接片按压过程期间可能由于施加的压力引起的潜在损坏。

背景技术：

1、二次电池（通常称为可再充电电池）可以通过使用而放电，然后通过充电恢复到其原始状态。二次电池最近已被广泛用作无线设备（如个人数字设备、移动电话或笔记本电脑）的能量源。此外，二次电池作为电动车辆、混合动力电动车辆等的能量源已经引起了关注，电动车辆、混合动力电动车辆等被认为是由使用化石燃料的传统汽油或柴油车辆引起的空气污染问题的解决方案。由于二次电池相对于其他传统能量源的明显优点，二次电池的应用不断变得更广泛，并且消费者对二次电池的需求也在增加。

2、在各种二次电池中，锂二次电池特别广泛地用作各种电子产品的能量源，因为锂二次电池显示出高能量密度、高工作电压以及优异的储存和寿命特性。

3、随着二次电池应用领域的扩大，对更高容量二次电池的需求迅速增加。作为增加二次电池的容量的方法，正在对用于增加电极混合物层的负载量的技术进行研究。然而，如果电极混合物层的负载量增加，则导致电极片的体积增加。为了减小电极片的体积，需要以较高压力辊压电极片的工艺。然而，在高压力的辊压工艺期间，在电极片的侧面可能出现缺陷。

4、因此，开发一种能够在采用接片压辊的按压加工期间，通过防止或减少电极片的未涂覆部分的损坏来解决上述技术问题的技术将是有益的。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、鉴于相关技术的上述问题，已经做出了本发明。本发明的目的之一是提供一种用于辊压电极片的设备和方法，其可以防止电极片在按压加工期间，特别是由于施加到电极片的未涂覆部分的压力而损坏。

3、[技术方案]

4、本发明的一个方面涉及一种用于辊压电极片的设备。电极片可以具有沿其宽度位于中间并且沿其长度方向延伸的涂覆部分和分别位于涂覆部分两侧的未涂覆部分。该设备包括用于放置电极片的平台。该设备还可以包括接片压辊，接片压辊配置为在电极片的一个未涂覆部分上辊压以执行按压加工。此外，接片压辊可以配置为在按压加工期间相对于平台形成预设角度，使得接片压辊在未涂覆部分的靠近涂覆部分的一侧施加比远离涂覆部分的另一侧更小的压力。

5、因此，通过在未涂覆部分的与涂覆部分相邻的部分施加较小的压力，本发明能够防止或减少当在电极片的未涂覆部分上执行接片按压时的损坏。

6、由该设备进行辊压的电极片可以具有其中电极混合物层涂覆在集流体层的一侧或两侧上的结构。具体地，电极混合物层可以是包含活性材料、粘合剂和溶剂的浆料，其中活性材料是在二次电池中的充电和放电循环期间经历电化学反应以存储和释放能量的成分。集流体层可以是设计成在电化学活性材料与电池的外部电路之间传导电流的薄金属箔。

7、在将电极混合物涂覆在集流体层上的过程中，电极混合物层可以在期望区域中以期望厚度涂覆到集流体层上。涂覆部分可以沿其宽度位于电极片的中间并且在其长度方向上延伸，未涂覆部分可以位于例如涂覆部分的两侧。例如，浆料可以通过刀片均匀地铺展在集流体层的表面上，或者浆料可以通过狭槽模具挤出到移动的集流体层上，使得涂覆部分沿着移动的集流体层的方向纵向延伸。然而，涂覆方法不限于此。集流体可以浸入浆料中，然后以受控的速度取出。否则，可以将浆料雾化并喷涂到集流体上。

8、在将电极混合物层涂覆在集流体层上之后，可以在电极片上执行辊压，以增加涂覆的电极混合物层的密度。该工艺通常称为干燥和按压工艺。该工艺减小了电极片的厚度以实现期望的密度，这增强了电极片的能量密度和机械完整性。例如，具有加热器的重辊可用于按压电极片。在该过程期间，由重辊在电极片上施加压力。

9、用于干燥和按压的设备可以包括热压施加辊以及用于支撑电极片的平台，使得辊可以在电极片上辊压并执行干燥和按压工艺。然而，代替平台，辊可以设置为一对，使得一对辊相对于彼此旋转，电极片夹在一对辊之间。在通过辊以高压按压电极片的按压加工期间，在电极片的侧面，特别是在电极片未涂覆部分可能发生膨胀，这导致工艺缺陷率的增加。为了防止这种情况，按压加工采用一个或多个接片压辊来辊压未涂覆部分。电极片的未涂覆部分由分别设置在电极片的涂覆部分的两个侧面的一对接片压辊按压。

10、在该设备中，可以确定大于零度的预设角度，使得接片压辊和最靠近未涂覆部分的未涂覆部分之间的接触表面的边界在接片按压期间仍然保持接触。在进行接片按压时，接片压辊和最远离涂覆部分的未涂覆部分之间的接触表面的相对边界可以稍微位于平台的上表面下方，因为平台的该部分由于接片压辊施加的向下压力而弹性变形。

11、根据本发明的实施方式，接片压辊可以具有截锥形状。

12、例如，接片压辊可以具有圆锥片段或棱锥的形状，没有顶点并终止于平行于基部的平面。截锥形状的基部垂直于接片压辊的辊轴。接片压辊的中心辊轴可以相对于平台平行地设置。接片压辊由于其外部形状而相对于平台形成预设角度，同时保持其辊轴平行于平台。

13、根据本发明的实施方式，接片压辊可以具有圆柱形状，并且可以配置成在按压加工期间施加在电极片上，同时相对于平台保持预设角度。

14、例如，在按压加工（即，接片按压）期间，接片压辊的弯曲表面可以施加在电极片的未涂覆部分上，同时保持预设角度。

15、根据本发明的实施方式，接片压辊的在按压加工期间最靠近涂覆部分的一侧可以是圆形的或倒角的。

16、因此，接片压辊的上述构造防止未涂覆部分由于接片压辊与邻近涂覆部分的未涂覆部分之间的接触表面的边界处的突变压力差而损坏。

17、根据本发明的实施方式，接片压辊的在按压加工期间接触电极片的表面上可以具有凹凸图案。

18、例如，通过凹凸图案转印在未涂覆部分上的图案的深度小于凹凸图案本身的高度。在这种情况下，可以基于接片压辊的弯曲表面的长度和凹凸图案的高度来确定接片压辊的弯曲表面与平台之间的预设角度。这样，接片压辊和最靠近涂覆部分的未涂覆部分之间的接触表面的边界可以在接片按压期间保持接触。

19、根据本发明的实施方式，该设备还可以包括另一接片压辊，用于从接片压辊的相对侧对电极片的未涂覆部分进行接片按压。这里，接片压辊和另一接片压辊可以配置为彼此接合（engage），电极片置于接片压辊和另一接片压辊之间。

20、因此，在电极片的顶表面和底表面组合使用接片压辊可以是有益的，特别是在电极片的顶表面和底表面上都涂覆有电极混合物层的情况下。然而，顶部接片压辊和底部接片压辊的使用不限于这种双面涂覆的电极片。

21、根据本发明的实施方式，另一接片压辊可以配置成在按压加工期间相对于平台形成预设角度。另一接片压辊可以在未涂覆部分的靠近涂覆部分的一侧施加比远离涂覆部分的另一侧更小的压力。

22、本发明的另一方面涉及一种用于辊压电极片的方法。电极片可以具有沿其宽度位于中间并且沿其长度方向延伸的涂覆部分和分别位于涂覆部分两侧的未涂覆部分。该方法可以包括将电极片放置在平台上。该方法还可以包括由接片压辊对电极片的一个未涂覆部分进行辊压以执行按压加工。根据本发明，在按压加工期间，接片压辊可以施加在电极片上，同时相对于平台形成预设角度，使得接片压辊在未涂覆部分的靠近涂覆部分的一侧施加比远离涂覆部分的另一侧更小的压力。

23、根据本发明的实施方式，接片压辊可以具有截锥形状，并且在按压加工期间，接片压辊可以施加在电极片上，并且其旋转轴平行于平台。

24、根据本发明的实施方式，接片压辊可以具有圆柱形状，并且在按压加工期间，接片压辊可以施加在电极片上，并且其旋转轴相对于平台保持预设角度。

25、根据本发明的实施方式，在按压加工期间，接片压辊可以在电极片的未涂覆部分上赋予凹凸图案。

26、根据本发明的实施方式，该方法还可以包括：从接片压辊的相对侧使用另一接片压辊对电极片的未涂覆部分进行辊压以执行按压加工。这里，接片压辊和另一接片压辊可以彼此接合，电极片置于接片压辊和另一接片压辊之间。

27、根据本发明的实施方式，在按压加工期间，另一接片压辊可以施加在电极片上，同时相对于平台形成预设角度。另一接片压辊在未涂覆部分的靠近涂覆部分的一侧可以施加比远离涂覆部分的另一侧更小的压力。

28、根据本发明的另一方面，提供了一种通过用于辊压电极片的方法制造的电极片。电极片可以具有沿其宽度位于中间并且沿其长度方向延伸的涂覆部分和分别位于涂覆部分两侧的未涂覆部分。电极片包括由未涂覆部分形成的接片，该接片已经经受按压加工。优选地，接片没有在其宽度方向上延伸并且用一定高度来划分接片的一侧与另一侧的线图案。

29、根据本发明的实施方式，接片可以具有形成在其表面上的图案，根据距电极片的涂覆部分的距离，该图案具有连续变化的深度。

30、根据本发明的实施方式，图案的深度在更靠近涂覆部分的部分比在更远离涂覆部分120的部分更浅。

31、[有益效果]

32、当通过根据本发明的设备辊压电极片时，可以防止或减少损坏，因为在按压加工期间在未涂覆部分的侧面上施加较小的压力。