鋰離子電池極片的鋰粉處理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池極片的鋰粉處理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池由于具有高電壓、高能量密度和長(zhǎng)循環(huán)壽命的優(yōu)勢(shì)，成為應(yīng)用范圍最廣的二次電池之一。鋰離子電池是指分別用兩種能可逆嵌入與脫嵌鋰離子的層間化合物作活性物質(zhì)而構(gòu)成的二次電池，目前生產(chǎn)中普遍采用高嵌脫鋰電位的鈷酸鋰(LiCoO2)類材料為正極，低嵌脫鋰電位的碳類材料為負(fù)極。與其它二次電池一樣，鋰離子經(jīng)充放電循環(huán)后存在容量損失問(wèn)題，鋰離子電池在充放電過(guò)程中由于過(guò)充電或過(guò)放電、電解液分解、固體電解質(zhì)(SEI)膜的形成、活性物質(zhì)的溶解及其他因素會(huì)導(dǎo)致電池不可逆的容量損失。鋰離子電池在首次充電過(guò)程中，鋰離子從正極脫嵌而嵌入到負(fù)極，此時(shí)由于形成固體電解質(zhì)膜(SEI膜)會(huì)消耗部分鋰，由此造成鋰的損失，從而降低了電池的容量，造成電池容量的降低。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)向鋰離子電池的極片表面補(bǔ)充鋰粉來(lái)解決由于鋰離子電池在首次充放電過(guò)程中的不可逆的容量損失帶來(lái)的電池容量降低的問(wèn)題。現(xiàn)有技術(shù)的鋰離子電池極片補(bǔ)充鋰粉的系統(tǒng)，包括有沿極片前進(jìn)方向依次設(shè)置的補(bǔ)料裝置和輥壓裝置。輥壓裝置包括兩個(gè)相向且同步轉(zhuǎn)動(dòng)的壓輥，一個(gè)為固定輥，一個(gè)為活動(dòng)輥；當(dāng)極片從兩輥入口給入時(shí)，極片被壓輥連續(xù)帶入輥間，輥壓裝置擠壓極片的同時(shí)還能帶動(dòng)極片向前運(yùn)動(dòng)。極片運(yùn)動(dòng)至補(bǔ)料裝置的下方時(shí)，補(bǔ)料裝置向極片表面灑鋰粉；當(dāng)極片進(jìn)入至輥壓裝置時(shí)，輥壓裝置對(duì)灑在極片表面的鋰粉進(jìn)行壓實(shí)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)極片補(bǔ)充鋰粉的目的。
[0004]但是，現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下缺陷:由于對(duì)極片補(bǔ)充鋰粉是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，而現(xiàn)有技術(shù)不能時(shí)刻監(jiān)控極片補(bǔ)充鋰粉的全過(guò)程，因此，當(dāng)極片補(bǔ)充的鋰粉分布不均勻(即存在補(bǔ)鋰壞品)時(shí)不能被及時(shí)檢測(cè)并標(biāo)記出來(lái)，使得補(bǔ)鋰壞品流入到下一工序，從而降低鋰離子電池的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種鋰離子電池極片的鋰粉處理系統(tǒng)及方法，用于解決補(bǔ)鋰壞品不能被及時(shí)檢測(cè)并標(biāo)記出來(lái)的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明提供一種鋰離子電池極片的鋰粉處理系統(tǒng)，所述極片具有第一表面和第二表面，所述鋰粉處理系統(tǒng)包括沿所述極片前進(jìn)方向依次設(shè)置的第一補(bǔ)料裝置和第一輥壓裝置；所述第一補(bǔ)料裝置，用于對(duì)所述極片的第一表面補(bǔ)充鋰粉；所述第一輥壓裝置，用于對(duì)補(bǔ)充所述鋰粉后的所述極片進(jìn)行輥壓；所述鋰粉處理系統(tǒng)還包括沿所述極片前進(jìn)方向依次設(shè)置的第一在線檢測(cè)裝置和第一在線貼標(biāo)裝置，所述第一在線檢測(cè)裝置和第一在線貼標(biāo)裝置設(shè)置在第一輥壓裝置的下游；所述第一在線檢測(cè)裝置與所述第一在線貼標(biāo)裝置電連接。
[0007]本發(fā)明還提供一種鋰離子電池極片的鋰粉處理方法，所述方法包括如下步驟:
[0008]對(duì)極片的第一表面補(bǔ)充鋰粉；
[0009]對(duì)補(bǔ)充鋰粉后的所述極片進(jìn)行輥壓，使得鋰粉被壓實(shí)至所述極片的第一表面；
[0010]對(duì)輥壓處理后的所述極片的第一表面的所述鋰粉是否均勻進(jìn)行檢測(cè)；
[0011]當(dāng)輥壓處理后的所述極片的第一表面的所述鋰粉不均勻時(shí)，對(duì)所述極片的第一表面進(jìn)行貼標(biāo)，以標(biāo)識(shí)所述極片的第一表面的所述鋰粉不均勻。
[0012]本發(fā)明的鋰離子電池極片的鋰粉處理系統(tǒng)及方法，通過(guò)設(shè)置第一在線檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)經(jīng)過(guò)第一輥壓裝置輥壓后的極片的第一表面實(shí)時(shí)監(jiān)控，并檢測(cè)極片的第一表面的鋰粉是否均勻，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果為補(bǔ)鋰壞品時(shí)，觸發(fā)設(shè)置的第一在線貼標(biāo)裝置啟動(dòng)，第一在線貼標(biāo)裝置對(duì)鋰粉不均勻的極片的第一表面進(jìn)行貼標(biāo)，以標(biāo)識(shí)極片的第一表面的鋰粉不均勻。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可以及時(shí)檢測(cè)到補(bǔ)鋰壞品并進(jìn)行標(biāo)記，從而方便后續(xù)對(duì)補(bǔ)鋰壞品進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救，防止補(bǔ)鋰壞品流入到下一工序，進(jìn)而提高了鋰離子電池的質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0013]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本發(fā)明的鋰離子電池極片的鋰粉處理系統(tǒng)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1中第一補(bǔ)料裝置I的喂料裝置11的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明的鋰離子電池極片的鋰粉處理系統(tǒng)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為圖3中第一補(bǔ)料裝置I的放料裝置14的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為圖3中第一補(bǔ)料裝置I的送料裝置15的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6為圖5中振料板151的俯視圖；
[0020]圖7為本發(fā)明的鋰離子電池極片的鋰粉處理系統(tǒng)的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖8為本發(fā)明的鋰離子電池極片的鋰粉處理方法第一實(shí)施例的流程圖；
[0022]圖9為本發(fā)明的鋰離子電池極片的鋰粉處理方法第二實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]圖1為本發(fā)明的鋰離子電池極片的鋰粉處理系統(tǒng)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該鋰粉處理系統(tǒng)所處理的極片6具有第一表面和第二表面，本實(shí)施例以鋰離子電池極片的鋰粉處理系統(tǒng)以處理極片6的第一表面為例來(lái)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖1所示，本實(shí)施例的鋰離子電池極片的鋰粉處理系統(tǒng)包括沿極片6前進(jìn)方向依次設(shè)置的第一補(bǔ)料裝置I和第一輥壓裝置3。第一輥壓裝置3包括兩個(gè)相向且同步轉(zhuǎn)動(dòng)的壓輥，一個(gè)為固定輥，一個(gè)為活動(dòng)輥；當(dāng)極片6從兩輥入口給入時(shí)，極片6被壓輥連續(xù)帶入輥間，第一輥壓裝置3擠壓極片6的同時(shí)還能帶動(dòng)極片6向前運(yùn)動(dòng)。未補(bǔ)充鋰粉的極片6運(yùn)動(dòng)至第一補(bǔ)料裝置I下方時(shí)，第一補(bǔ)料裝置I向極片6的第一表面灑鋰粉，從而使鋰粉附著在極片6的第一表面；補(bǔ)充鋰粉后的極片6進(jìn)入至第一輥壓裝置3，第一輥壓裝置3對(duì)補(bǔ)充鋰粉后的極片6進(jìn)行輥壓，使得鋰粉被壓實(shí)至極片6的第一表面。進(jìn)一步地，本實(shí)施例的第一輥壓裝置3中與極片6接觸的壓輥表面可以涂有隔離油，以保證第一輥壓裝置3在輥壓時(shí)不粘附鋰粉。第一輥壓裝置3的壓輥與極片6接觸的表面涂有的隔離油可為不與鋰粉反應(yīng)的液體油，具體可以為二甲基硅油。
[0025]本實(shí)施例的鋰離子電池極片的鋰粉處理系統(tǒng)，還包括沿極片6前進(jìn)方向依次設(shè)置的第一在線檢測(cè)裝置4和第一在線貼標(biāo)裝置5。第一在線檢測(cè)裝置4和第一在線貼標(biāo)裝置5設(shè)置在第一輥壓裝置3的下游，并且第一在線檢測(cè)裝置4與第一在線貼標(biāo)裝置5電連接。具體地，第一在線檢測(cè)裝置4用于檢測(cè)經(jīng)第一輥壓裝置3輥壓處理后的極片6的第一表面的鋰粉是否均勻；當(dāng)鋰粉不均勻時(shí)，觸發(fā)第一在線貼標(biāo)裝置5啟動(dòng)，第一在線貼標(biāo)裝置5對(duì)鋰粉不均勻的極片6的第一表面進(jìn)行貼標(biāo)，以標(biāo)識(shí)極片6的第一表面的鋰粉不均勻。例如，經(jīng)第一輥壓裝置3輥壓處理后的極片6經(jīng)過(guò)第一在線檢測(cè)裝置4時(shí)，第一在線檢測(cè)裝置4可以沿極片6寬度方向掃描，結(jié)合極片6的走帶速度，對(duì)經(jīng)第一輥壓裝置3輥壓處理后的極片6的第一表面實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，第一在線檢測(cè)裝置4有光源并且有CCD拍照功能，可以對(duì)第一在線檢測(cè)裝置4設(shè)定采集圖像周期，例如該周期可以設(shè)定為0.2s,0.5s或者Is等，每個(gè)周期采集若干張圖片，并通過(guò)數(shù)字圖像處理方法對(duì)極片6的第一表面的鋰粉的均勻性進(jìn)行檢測(cè)。由于在采集的圖片中，補(bǔ)鋰區(qū)域與未補(bǔ)鋰區(qū)域的灰度數(shù)值顯示不同，因此通過(guò)分析采集的圖片的灰度數(shù)值顯示，即可判斷出補(bǔ)鋰區(qū)域與未補(bǔ)鋰區(qū)域。具體地，對(duì)采集的圖片進(jìn)行細(xì)分處理，分成一定數(shù)量的小單元，通過(guò)分析各個(gè)小單元灰度數(shù)值顯示，確定出各個(gè)小單元是否補(bǔ)鋰；在每個(gè)周期采集的若干張圖片中，計(jì)算出未補(bǔ)鋰小單元的總面積，從而獲得未補(bǔ)鋰小單元總面積與所有小單元總面積的百分比；當(dāng)未補(bǔ)鋰小單元總面積與所有小單元總面積的百分比小于某一數(shù)值(例如10%)時(shí)，規(guī)定為補(bǔ)鋰均勻。當(dāng)檢測(cè)結(jié)果為均勻時(shí)，即為補(bǔ)鋰合格品時(shí)，第一在線貼標(biāo)裝置5不啟動(dòng)；當(dāng)檢測(cè)結(jié)果為不均勻時(shí)，即為補(bǔ)鋰壞品時(shí)，第一在線檢測(cè)裝置4通過(guò)電信號(hào)觸發(fā)第一在線貼標(biāo)裝置5啟動(dòng)，第一在線貼標(biāo)裝置5對(duì)鋰粉不均勻的極片6進(jìn)行貼標(biāo)，以標(biāo)識(shí)鋰粉不均勻的極片6。
[0026]本實(shí)施例的鋰離子電池極片的鋰粉處理系統(tǒng)，通過(guò)第一在線檢測(cè)裝置4實(shí)現(xiàn)了對(duì)經(jīng)過(guò)第一輥壓裝置3輥壓后的極片6的第一表面實(shí)時(shí)監(jiān)控，并檢測(cè)極片6的第一表面的鋰粉是否均勻；當(dāng)檢測(cè)結(jié)果為補(bǔ)鋰壞品時(shí)，觸發(fā)第一在貼標(biāo)測(cè)裝置5啟動(dòng)，第一在貼標(biāo)