一種利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的處理工藝及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的處理工藝及裝置，該處理工藝包括：a、將分切好的鋰電池電極片豎直放置在一密封的刻蝕腔體內(nèi)的轉(zhuǎn)盤上；b、通過抽氣裝置將刻蝕腔體抽至真空狀態(tài)；c、通過氣體進(jìn)口向刻蝕腔體內(nèi)通入刻蝕氣體，由射頻源將通入的刻蝕氣體激發(fā)成等離子體來對(duì)鋰電池電極片的分切斷面進(jìn)行刻蝕；d、通過抽氣裝置將刻蝕掉的物質(zhì)吸走并排放掉，然后從通入氧氣。本發(fā)明通過射頻源對(duì)刻蝕氣體進(jìn)行激活成等離子體，利用等離子體對(duì)鋰離子電極片的分切斷面上的鋁屑進(jìn)行刻蝕處理，產(chǎn)生的等離子體在電極片的負(fù)偏壓電源作用下，高速轟擊鋰離子電極片的邊緣并產(chǎn)生刻蝕效果，來達(dá)到去除電極片邊緣鋁屑的目的。
【專利說明】—種利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的處理工藝及裝置
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰電池電極片的處理工藝，特別涉及一種利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的處理工藝。
【【背景技術(shù)】】
[0002]金屬在剪切的過程中會(huì)產(chǎn)生很多金屬屑，這些金屬屑可能與基材鑲邊或脫離開來，在鋰離子生產(chǎn)工序中，涂布后的極片在分切時(shí)，邊緣會(huì)產(chǎn)生很多鋁屑，尺寸多數(shù)分布在10微米左右，這些鋁屑直接影響到極片卷繞的質(zhì)量，因?yàn)殇X屑會(huì)將兩極片中間的隔膜刺穿，造成兩極短路，導(dǎo)致漏電。由于以往隔膜的厚度多在20微米至30微米甚至更厚，隔膜的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋁屑的長(zhǎng)度，所以鋁屑的問題并沒有顯現(xiàn)出來，隨著科技的發(fā)展，為了提高鋰電池單位體積內(nèi)的容電量，正負(fù)極之間的隔膜會(huì)越來越薄，現(xiàn)在有的已達(dá)6微米厚甚至更薄，而隨著隔膜越來愈薄，鋁屑刺穿正負(fù)極片之間的隔膜的可能性越來越大，導(dǎo)致電池的自放電或者是充電出現(xiàn)安全隱患。鋁屑的問題，現(xiàn)已成為制約動(dòng)力電池大規(guī)模應(yīng)用的一大瓶頸，同時(shí)也延緩了電動(dòng)汽車推廣的日程，所以，研究怎樣有效清除鋁屑，有著重大的使用意義，由于這種鋁屑的尺寸在微米級(jí)，是精密機(jī)械加工打來的副產(chǎn)物，目前在用任何機(jī)械的方法都不能快速有效的除掉。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的處理工藝及裝置，其是通過等離子體對(duì)電極片的沾邊鋁屑進(jìn)行刻蝕從而達(dá)到去除鋁屑的目的的。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的處理工藝，所述處理工藝包括如下步驟
[0006]a、將分切好的鋰電池電極片豎直放置在一密封的刻蝕腔體內(nèi)，所述刻蝕腔體的一端設(shè)置有激發(fā)電極，所述激發(fā)電極與射頻源連接，所述刻蝕腔體的該端上還設(shè)置有一氣體進(jìn)口 ；
[0007]b、使所述刻蝕腔體與一抽氣裝置連接，通過抽氣裝置將刻蝕腔體抽至真空狀態(tài)；
[0008]C、通過氣體進(jìn)口向刻蝕腔體內(nèi)通入刻蝕氣體，同時(shí)開啟所述射頻源，激發(fā)電極將通入的刻蝕氣體激發(fā)成等離子體，等離子體對(duì)鋰電池電極片的分切斷面進(jìn)行刻蝕，將分切斷面上的保護(hù)膜及沾邊的鋁屑刻蝕掉；
[0009]d、開啟抽氣裝置，將刻蝕掉的物質(zhì)吸走并排放到刻蝕腔體外部，然后從氣體進(jìn)口內(nèi)通入氧氣，并通過射頻源將氧氣激發(fā)成氧離子，使氧離子快速將鋰電池電極片裸露在外的鋁氧化掉，形成三氧化鋁保護(hù)膜。
[0010]上述步驟中，所述刻蝕腔體內(nèi)設(shè)置有一轉(zhuǎn)盤，所述鋰電池電極片豎直設(shè)置在轉(zhuǎn)盤上，所述轉(zhuǎn)盤連接有一負(fù)偏壓電源。
[0011]上述步驟中，所述激發(fā)電極由陶瓷管和纏繞在陶瓷管上的螺線管組成，所述螺線管與所述射頻源連接。
[0012]上述步驟中，所述射頻源的頻率為13.56MHzο
[0013]上述步驟中，所述抽氣裝置包括有分子泵和機(jī)械泵。
[0014]本發(fā)明還提供一種利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的裝置，其改進(jìn)之處在于:包括密封的刻蝕腔體，所述刻蝕腔體內(nèi)設(shè)置有一用于放置鋰電池電極片的轉(zhuǎn)盤，所述轉(zhuǎn)盤與一負(fù)偏壓電源連接；所述刻蝕腔體的一端上設(shè)置有激發(fā)電極，所述激發(fā)電極與射頻源連接，該端上還設(shè)置有一用于供刻蝕氣體通入的氣體進(jìn)口 ；所述刻蝕腔體的另一端上設(shè)置有用于將刻蝕腔體抽至真空狀態(tài)的抽氣裝置。
[0015]上述裝置中，所述激發(fā)電極由陶瓷管和纏繞在陶瓷管上的螺線管組成，所述螺線管與所述射頻源連接。
[0016]上述裝置中，所述氣體進(jìn)口位于陶瓷管內(nèi)的一端上，所述陶瓷管的另一端正對(duì)著轉(zhuǎn)盤的上方。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的去除鋰離子電極片鋁屑的處理工藝及裝置，通過射頻源對(duì)刻蝕氣體進(jìn)行激活成等離子體，利用等離子體對(duì)鋰離子電極片的分切斷面上的鋁屑進(jìn)行刻蝕處理，產(chǎn)生的等離子體在電極片的負(fù)偏壓電源作用下，高速轟擊鋰離子電極片的邊緣并產(chǎn)生刻蝕效果，來達(dá)到去除電極片邊緣鋁屑的目的，避免鋁屑刺穿正負(fù)電極片之間的隔膜而造成短路的安全隱患；同時(shí)，由于鋰離子電極片是放置在轉(zhuǎn)盤上的，可由轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)其360度轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到全面刻蝕效果。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0018]圖1為本發(fā)明利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為現(xiàn)有鋰電池電極片經(jīng)分切之后的斷面放大照片；
[0020]圖3為鋰電池電極片經(jīng)過本發(fā)明等離子刻蝕處理后的斷面放大照片。
【【具體實(shí)施方式】】
[0021]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0022]結(jié)合圖1所示，本發(fā)明利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括密封的刻蝕腔體1，所述刻蝕腔體I內(nèi)設(shè)置有一用于放置鋰電池電極片2的轉(zhuǎn)盤11，所述轉(zhuǎn)盤11與一負(fù)偏壓電源7連接；所述刻蝕腔體I的一端上設(shè)置有激發(fā)電極3，所述激發(fā)電極3與射頻源6連接，該端上還設(shè)置有一用于供刻蝕氣體通入的氣體進(jìn)口 4 ;所述刻蝕腔體I的另一端上設(shè)置有用于將刻蝕腔體I抽至真空狀態(tài)的抽氣裝置5。
[0023]較佳的，所述激發(fā)電極3由陶瓷管31和纏繞在陶瓷管31上的螺線管32組成，所述螺線管32與所述射頻源6連接，所述射頻源6的頻率為13.56MHz ;所述氣體進(jìn)口 4位于陶瓷管31內(nèi)的一端上，所述陶瓷管31的另一端正對(duì)著轉(zhuǎn)盤11的上方(即鋰電池電極片2的放置位置)。
[0024]本發(fā)明利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的處理工藝，所述處理工藝包括如下步驟:
[0025]a、將分切好的鋰電池電極片豎直放置在一密封的刻蝕腔體內(nèi)，所述刻蝕腔體的一端設(shè)置有激發(fā)電極，所述激發(fā)電極與射頻源連接，所述刻蝕腔體的該端上還設(shè)置有一氣體進(jìn)口 ；較佳的，所述刻蝕腔體內(nèi)設(shè)置有一轉(zhuǎn)盤，所述鋰電池電極片豎直設(shè)置在所述轉(zhuǎn)盤上，所述轉(zhuǎn)盤連接有一負(fù)偏壓電源；所述激發(fā)電極由陶瓷管和纏繞在陶瓷管上的螺線管組成，所述螺線管與所述射頻源連接。
[0026]b、使所述刻蝕腔體與一抽氣裝置連接，通過抽氣裝置將刻蝕腔體抽至真空狀態(tài)；較佳的，抽氣裝置包括有分子泵和機(jī)械泵，通過分子泵和機(jī)械泵相結(jié)合進(jìn)行抽吸，能使刻蝕腔體在很短的實(shí)際內(nèi)達(dá)到高真空度(0.007Pa)，在這種高真空度中更有利于等離子的產(chǎn)生。
[0027]C、通過氣體進(jìn)口向刻蝕腔體內(nèi)通入刻蝕氣體，同時(shí)開啟所述射頻源，所述射頻源的頻率為13.56MHz，刻蝕氣體從陶瓷管的一端射入，從另一端射出進(jìn)入刻蝕腔體內(nèi)，同時(shí)射頻源將穿過的刻蝕氣體激發(fā)成等離子體，等離子體對(duì)鋰電池電極片的分切斷面進(jìn)行刻蝕，于此同時(shí)，鋰電池電極片上受到一負(fù)偏壓電源，提高了等離子體的轟擊能量，使產(chǎn)生的等離子體高速轟擊電極片及其切邊，將分切斷面上的保護(hù)膜及沾邊的鋁屑刻蝕掉；較佳的，本發(fā)明中通入的刻蝕氣體是氯氣和三氯化硼的混合氣體，三氯化硼所產(chǎn)生的離子能將鋰電池電極片表面薄薄一層的氧化鋁膜給轟擊掉，讓電極片的鋁裸露出來，然后氯氣與鋁進(jìn)行反應(yīng)，生成可揮發(fā)物三氯化鋁；同時(shí)，轉(zhuǎn)盤可帶動(dòng)放置其上的鋰離子電極片360度旋轉(zhuǎn)，使得刻蝕氣體可對(duì)鋰離子電極片的兩面進(jìn)行全面刻蝕。
[0028]d、開啟抽氣裝置，將氯離子與三氯化硼離子所刻蝕掉的物質(zhì)吸走并排放到刻蝕腔體外部，避免對(duì)鋰電池電極片產(chǎn)生二次污染，然后從氣體進(jìn)口內(nèi)通入氧氣，并通過射頻源將氧氣激發(fā)成氧離子，使氧離子快速將鋰電池電極片裸露在外的鋁氧化掉，形成三氧化鋁保護(hù)膜，至此就完成了去除鋰電池電極片上鋁屑的處理工藝。
[0029]如圖2所示，為現(xiàn)有鋰電池電極片經(jīng)分切之后的斷面放大照片，從圖2中可以很明顯的看到，現(xiàn)有鋰電池電極片經(jīng)分切后，其分切斷面的邊緣產(chǎn)生了很多的金屬鋁屑，而正是這些鋁屑容易刺穿正負(fù)極片之間的隔膜而導(dǎo)致短路，使鋰電池出現(xiàn)安全隱患；在參照?qǐng)D3所示，圖3為鋰電池電極片經(jīng)過本發(fā)明等離子刻蝕處理后的斷面放大照片，將圖3和圖2對(duì)t匕，可以看到圖3中的電極片邊緣的金屬鋁屑已經(jīng)沒有了，說明本發(fā)明有效的利用了等離子體對(duì)鋰離子電極片的鋁屑進(jìn)行刻蝕處理，有效的達(dá)到了去除電極片邊緣鋁屑的目的。
[0030]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的處理工藝，其特征在于:所述處理工藝包括如下步驟 a、將分切好的鋰電池電極片豎直放置在一密封的刻蝕腔體內(nèi)，所述刻蝕腔體的一端設(shè)置有激發(fā)電極，所述激發(fā)電極與射頻源連接，所述刻蝕腔體的該端上還設(shè)置有一氣體進(jìn)Π ； b、使所述刻蝕腔體與一抽氣裝置連接，通過抽氣裝置將刻蝕腔體抽至真空狀態(tài)； C、通過氣體進(jìn)口向刻蝕腔體內(nèi)通入刻蝕氣體，同時(shí)開啟所述射頻源，激發(fā)電極將通入的刻蝕氣體激發(fā)成等離子體，等離子體對(duì)鋰電池電極片的分切斷面進(jìn)行刻蝕，將分切斷面上的保護(hù)膜及沾邊的鋁屑刻蝕掉； d、開啟抽氣裝置，將刻蝕掉的物質(zhì)吸走并排放到刻蝕腔體外部，然后從氣體進(jìn)口內(nèi)通入氧氣，并通過射頻源將氧氣激發(fā)成氧離子，使氧離子快速將鋰電池電極片裸露在外的鋁氧化掉，形成三氧化鋁保護(hù)膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的處理工藝，其特征在于:所述刻蝕腔體內(nèi)設(shè)置有一轉(zhuǎn)盤，所述鋰電池電極片豎直設(shè)置在轉(zhuǎn)盤上，所述轉(zhuǎn)盤連接有一負(fù)偏壓電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的處理工藝，其特征在于:所述激發(fā)電極由陶瓷管和纏繞在陶瓷管上的螺線管組成，所述螺線管與所述射頻源連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的處理工藝，其特征在于:所述射頻源的頻率為13.56MHz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的處理工藝，其特征在于:所述抽氣裝置包括有分子泵和機(jī)械泵。
6.一種利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的裝置，其特征在于:包括密封的刻蝕腔體，所述刻蝕腔體內(nèi)設(shè)置有一用于放置鋰電池電極片的轉(zhuǎn)盤，所述轉(zhuǎn)盤與一負(fù)偏壓電源連接；所述刻蝕腔體的一端上設(shè)置有激發(fā)電極，所述激發(fā)電極與射頻源連接，該端上還設(shè)置有一用于供刻蝕氣體通入的氣體進(jìn)口 ；所述刻蝕腔體的另一端上設(shè)置有用于將刻蝕腔體抽至真空狀態(tài)的抽氣裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的裝置，其特征在于:所述激發(fā)電極由陶瓷管和纏繞在陶瓷管上的螺線管組成，所述螺線管與所述射頻源連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用等離子去除鋰電池電極片鋁屑的裝置，其特征在于:所述氣體進(jìn)口位于陶瓷管內(nèi)的一端上，所述陶瓷管的另一端正對(duì)著轉(zhuǎn)盤的上方。
【文檔編號(hào)】H05H1/24GK104282884SQ201310282035
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】張孝平, 林柯 申請(qǐng)人:深圳市大成精密設(shè)備有限公司