[发明专利]一种干法腐蚀去除电池极片毛刺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池极片的去毛刺的方法，尤其是指一种利用等离子体反应粒子刻蚀技术去除电池极片的剪切边缘毛刺。 

背景技术

随着现代社会的不断快速发展，移动设备如笔记本电脑、智能手机、照相机等电子产品以及电动汽车等得到越来越广泛的应用，从而形成了对高能量密度的电池的大量需求。 

如图1所示，在目前的技术中，电池制作过程中大多以隔膜2-极片1-隔膜2-极片1的顺序叠置的，其中极片1 在切割和冲裁时极易在剪切处产生毛刺3，毛刺3 易刺穿隔膜2，毛刺3在电池卷绕过程中将会刺穿隔膜2引起电池的短路，影响电池的性能，降低了电池的合格率。为解决这一问题，现有文献尝试过化学、机械等去毛刺的方法。 

专利201020583670.8提供了一种极片去毛刺的装置^【1】，主要采用上下挤压结构，极片从上下挤压结构之间的缝隙穿过，从而将极片的毛刺压平。专利201120316344.5公开了一种锂离子电池单体去毛刺机^【2】，该去毛刺机主要由机架以及在该机架上的传送带和滚轴组成，通过滚轴挤压毛刺从而实现消除毛刺的效果。但是这种机械法都只是将毛刺压平，并没有消除，所以它对消除极片剪切处的毛刺效果很有限，效果不理想。 

专利200910036707.7提出了一种锂离子电池阴极片的去毛刺方法^【3】，该方法主要通过碱性物质与铝的化学反应除去阴极切割边缘的毛刺。但是这种化学方法有严重的钻蚀效应，易造成极片表面刻蚀的损失，且不能保证完全消除极片的细微毛刺，此外对于成卷的材料会产生毛细现象，会产生二次污染，造成电池品质的下降。 

干法刻蚀是利用等离子体进行刻蚀的技术。等离子体刻蚀利用离子物理轰击溅蚀，离子轰击是指等离子体中被加速的高能离子对材料表面进行轰击从而溅蚀材料^{【4】【5】【6】}。 

【1】 专利号：201020583670.8 极片去毛刺装置  王胜玲 王维东 

【2】 专利号：201120316344.5 锂离子电池子单体去毛刺机  黄河清

【3】 专利号：200910036707.7 锂离子电池阴极片的去毛刺方法  郭佳丽 陈伟峰 朱立彦 陈卫

【4】 M.A.Khan, J.N.Kuznia, D.T.Olson, W.J.Schaff, J.W.Burn, M.S.Shur, Appl. Phys. Lett. 65(1994) 1121-1123.

【5】M.A.Khan, Q.Chen, J.W.Yang, M.S.Shur, B.T.Dermott, J.A. Higgins, IEEE Electron Device Lett. 17(1996) 325-327.

【6】R.J. Shul, G.B. Mclellan, S.A. Casalnuovo, G.J.Rieger, S.J. Pearton, C. Constantine, R.F. Karlicek, Appl. Phys. Lett. 69(1996)1119-1121.

发明目的

本发明的目的在于，提出一种利用等离子体干法刻蚀去毛刺的方法，尤其是利用等离子体反应粒子对金属毛刺进行薄膜刻蚀的方法。利用电场对等离子体进行引导和加速，使其具备一定的物理切除能力，当其轰击极片工质的表面时，会将极片工质毛刺的原子击出，从而达到利用物理上的能力转移来实现去毛刺的目的。此外，在反应粒子的轰击下，金属边缘毛刺裸露在粒子的轰击下，增加了其与反应离子的化学反应效率。从而能得到去除毛刺的效果。

本发明的技术方案是：利用干法腐蚀去除电池极片毛刺的方法，利用电感线圈将反应气体离子化，使得离子化后的反应粒子在DC偏压下轰击电池极片毛刺表面，使电池极片工件边缘的毛刺在物理轰击效果下被消除，从而达到消除因工件加工带来的边缘毛刺。尤其是成卷结构的材料薄片在一定区域进行一定时间的去除。