本發(fā)明涉及表面處理及薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種靜電激光吸附石墨烯技術(shù)制備涂碳鋁箔裝置及方法。

背景技術(shù)：

眾所周知，由鑄造鋁錠經(jīng)過壓延能夠得到性能優(yōu)良的鋁箔產(chǎn)品，其用途根據(jù)使用環(huán)境、人類需求及特殊要求等廣泛應(yīng)用于食品、飲料、香煙、藥品、照相底板、家庭日用品等不同領(lǐng)域，是人類生活中不可缺少的材料之一。特別是在電池、電容器領(lǐng)域，由高純鋁加工得到的光箔在經(jīng)過腐蝕化成或表面涂層后得到性能優(yōu)良的正負(fù)極材料，應(yīng)用極為普遍。

電極箔作為電池、電解電容器的主要正負(fù)極材料已經(jīng)普及產(chǎn)業(yè)化，目前向著高容量、大存儲(chǔ)的方向發(fā)展，而影響其性能的關(guān)鍵因素是經(jīng)過腐蝕的表面空洞數(shù)量和深度，考慮到流經(jīng)鋁箔的電流大小不同可能造成穿孔短路等現(xiàn)象，一直制約著電極箔的發(fā)展。應(yīng)用于電池及電容器的涂碳鋁箔，目前成為行業(yè)的熱點(diǎn)開發(fā)材料，其制備方法和工藝也在不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新，傳統(tǒng)的涂碳鋁箔制備工藝主要有以下幾個(gè)主要步驟：首先，采用高純鋁經(jīng)過軋制、退火、表面處理等得到不同厚度要求的光箔；其次，通過涂覆工藝得到涂碳鋁箔；最后再經(jīng)過后處理得到滿足技術(shù)要求的產(chǎn)品。

涂碳鋁箔近年來發(fā)展迅速，利用功能涂層對電池導(dǎo)電基材進(jìn)行表面處理是一項(xiàng)突破性的技術(shù)創(chuàng)新，涂碳鋁箔就是將分散好的c顆粒、石墨等導(dǎo)電性能良好的納米顆粒通過涂覆工藝，均勻地涂覆或粘附在基體表面，提供較好的靜態(tài)導(dǎo)電性能的同時(shí)聚集有效物質(zhì)顆粒產(chǎn)生的微電流，大幅降低接觸電阻，并能提高兩者之間的附著能力，可減少粘結(jié)劑的使用量，進(jìn)而使電池的整體性能產(chǎn)生顯著的提升。業(yè)內(nèi)關(guān)于涂碳鋁箔的相關(guān)產(chǎn)品正在逐漸發(fā)展創(chuàng)新，如山東精工電子科技有限公司公開了一種倍率循環(huán)改善型磷酸鐵鋰電池及其制備方法(申請?zhí)枺篶n104577012a)，采用涂碳箔，可以大幅度降低正負(fù)極材料與集流體之間的接觸內(nèi)阻，提高兩者之間的粘附力，有效地提高材料的倍率放電性能。北理工鄧龍征等人針對涂碳鋁箔的性能進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)與使用普通鋁箔作為集流體相比，通過使用涂碳鋁箔可以使得電池的內(nèi)阻降低65％左右，，容量提高約15％左右，10c放電倍率下,平臺(tái)增加0.3～0.4v，使用涂碳鋁箔電芯的常溫自放電率、容量恢復(fù)率也較高，但在電池低溫性能方面，使用涂碳鋁箔對低溫性能并無改善。

針對涂碳鋁箔的缺點(diǎn)，如導(dǎo)電性還不夠好、材料強(qiáng)度不夠高以及低溫下涂碳鋁箔的性能不穩(wěn)定或性能指標(biāo)無明顯改善等問題，近年來新的涂覆材料孕育而生，具有二維晶體結(jié)構(gòu)特征的石墨烯，因具有良好的導(dǎo)電性、低電阻率、高強(qiáng)度和韌性等眾多優(yōu)點(diǎn)而成為研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。隨著批量化生產(chǎn)以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用步伐正在加快，基于已有的研究成果，最先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的領(lǐng)域可能會(huì)是移動(dòng)設(shè)備、航空航天、新能源電池領(lǐng)域。

近年，美國加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員就開發(fā)出一種以石墨烯為基礎(chǔ)的微型超級電容器，該電容器不僅外形小巧，而且充電速度為普通電池的1000倍，可以在數(shù)秒內(nèi)為手機(jī)甚至汽車充電，同時(shí)可用于制造體積較小的器件。微型石墨烯超級電容技術(shù)突破可以說是給電池帶來了革命性發(fā)展。當(dāng)前主要制造微型電容器的方法是平板印刷技術(shù)，需要投入大量的人力和成本，阻礙了產(chǎn)品的商業(yè)應(yīng)用。

目前涂碳鋁箔普遍使用傳統(tǒng)的涂覆工藝及網(wǎng)格涂覆法，如何將石墨烯以涂層的形式與基體相結(jié)合并使復(fù)合材料具有優(yōu)良的性能也是當(dāng)年今研究的焦點(diǎn)與技術(shù)難題，盡管美國等開發(fā)的石墨烯電容器已具雛形，但離產(chǎn)業(yè)化還較遠(yuǎn)，且未具體詳盡說明或公開石墨烯涂覆的相關(guān)技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種靜電激光吸附石墨烯技術(shù)制備涂碳鋁箔裝置及方法，將石墨烯與碳粉混合均勻，利用激光吸附技術(shù)完成與鋁箔基體的結(jié)合，通過計(jì)算機(jī)精準(zhǔn)控制完成涂碳鋁箔的生產(chǎn)加工過程，從而得到導(dǎo)電良好、強(qiáng)度韌性好、容量大的涂碳鋁箔材料。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種靜電激光吸附石墨烯技術(shù)制備涂碳鋁箔裝置，包括傳送裝置、清潔烘干裝置、檢測單元、激光單元、涂覆單元、計(jì)算機(jī)、機(jī)體；傳送裝置的傳輸方向上依次設(shè)有清潔烘干裝置、檢測單元、激光單元、涂覆單元，清潔烘干裝置、檢測單元、激光單元、涂覆單元安裝于機(jī)體上，計(jì)算機(jī)通過電纜連接并控制傳送裝置、清潔烘干裝置、檢測單元、激光單元、涂覆單元。

所述清潔烘干裝置包括自動(dòng)鋁箔刷、清洗裝置、烘干吸霧裝置；所述清洗裝置安裝于傳送裝置的傳動(dòng)軸上，清洗裝置設(shè)有噴淋裝置，噴淋裝置位于自動(dòng)鋁箔刷后部；所述自動(dòng)鋁箔刷通過電纜與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)根據(jù)鋁箔表面附著油污、雜質(zhì)的多少，調(diào)節(jié)輥刷柄與鋁箔的距離，調(diào)節(jié)涂刷力度與涂刷速度。

所述檢測單元設(shè)有進(jìn)料探測器，進(jìn)料探測器設(shè)有棱鏡，棱鏡通過電纜與計(jì)算機(jī)及激光單元相連。所述激光單元設(shè)有激光掃描器，激光掃描器通過電纜與計(jì)算機(jī)相連。所述涂覆單元從左至右依次設(shè)有感光輥、存儲(chǔ)輥鼓、充電輥、定影輥；存儲(chǔ)輥鼓設(shè)有碳粉腔與碳粉管，石墨烯與碳粉放置于碳粉腔內(nèi)，碳粉通過碳粉腔下部的碳粉管均勻噴出。

一種靜電激光吸附石墨烯技術(shù)制備涂碳鋁箔的方法，具體包括如下步驟：

(1)石墨烯與碳粉的預(yù)處理：以粒度20-～50nm的石墨烯粉末與粒度1-2um的碳粉作為原料；將石墨烯粉末與碳粉分別放入真空均熱爐進(jìn)行加熱處理，真空均熱爐上下左右及中間配8～12個(gè)熱電偶，真空度0.8～1.2kpa，以1-2℃/min的升溫速率升溫至50-80℃，保溫5～10h。

(2)裝載處理：將石墨烯與碳粉按照(0.8～1.2)：(3.5～4.3)的質(zhì)量比裝入體積為500～800ml的混合罐中并抽真空，真空度為1～2mpa；開啟混料機(jī)，混料機(jī)的振動(dòng)頻率為300～500hz，轉(zhuǎn)速為1800-2500r/min，混料時(shí)間為10-20min，保持混料罐溫度≤80～100℃；混料結(jié)束后通過自動(dòng)填裝設(shè)備將混合粉末裝入涂有金屬硒的存儲(chǔ)輥鼓中，同時(shí)將存儲(chǔ)輥鼓裝載在涂覆單元上準(zhǔn)備涂覆。

(3)鋁箔基體的處理及檢測：光箔寬800～1200cm、厚10～100um，鋁箔卷放置于鋁箔卷輥槽中；首先通過開卷機(jī)將鋁箔卷開卷，開卷速度為10～15m/min，開卷后通過傳動(dòng)裝置傳送至清潔烘干裝置；通過自動(dòng)鋁箔刷對待涂碳鋁箔進(jìn)行清理，輥刷柄距光箔高度為0.1～1.5cm，毛刷距離光箔的距離為0.01～1.0cm，；通過清洗裝置對鋁箔表面進(jìn)行清洗處理，噴淋液體為乙醇、去離子水、表面活性劑組成的水性清洗液，噴淋流量為70-200ml/min；噴淋后的鋁箔由輸送裝置輸送至烘干吸霧裝置，烘干溫度為50～120℃，吹起流速為1～2l/min；通過輸送裝置將處理后的鋁箔基體輸送至涂覆單元；

(4)激光吸附噴涂：保持涂覆單元各類輥的溫度為70℃～90℃，首先將要涂覆的光箔尺寸、形狀參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)，由制圖軟件輔助完成產(chǎn)品的定型設(shè)計(jì)圖紙，同時(shí)將處理后的光箔放入吸涂覆入口處；通過電極絲對感光鼓充電，光導(dǎo)材料可選用硫化鎘(cds)、硒-砷(se-as)或有機(jī)光導(dǎo)材料(opc)，充電的放電時(shí)間為5～120s。

檢測單元的棱鏡檢測到鋁箔進(jìn)入涂覆入口后將信號傳遞給計(jì)算機(jī)主機(jī)模塊，激光掃描器發(fā)射激光束，激光束光源為：氦-氖(he-ne)氣體激光器，其波長為632.8nm或鎵砷-鎵鋁砷(gaas-gaalas)系列，所發(fā)射出的激光束一般為近紅外光，波長780nm。

激光束照射到鋁箔基體上使鋁箔基體表面帶有正電荷；同時(shí)激光束反射到裝有石墨烯與碳粉的碳粉腔內(nèi)，使碳粉混合物帶上等量負(fù)電荷，由于異性電荷相互吸引，碳粉通過碳粉腔下部碳粉管均勻噴出，均勻致密地涂覆在鋁箔基體表面。

通過計(jì)算機(jī)緩慢調(diào)節(jié)鋁箔進(jìn)料速度10～5m/min，以及搭配15％-30％的納米碳粉石墨混合物的使用，可控制鋁箔表面碳粉厚度較薄，同時(shí)可確保碳粉顆粒在鋁箔表面厚度分布均勻一致，鋁箔與碳粉結(jié)合緊密，進(jìn)而大幅度地提高涂碳鋁箔導(dǎo)電性。

(5)后處理及性能指標(biāo)要求：將涂覆后的鋁箔放入常溫均熱爐中，以3～5℃/min的升溫速率升溫至150～200℃，保溫1～2h；涂覆的石墨烯及碳粉涂層厚度為20～30nm，厚差0.2～0.4％，平面度為15～20μm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明所述裝置為自動(dòng)化裝置，自動(dòng)化完成涂碳鋁箔的生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率,降低了加工成本；

2)在涂碳前預(yù)處理階段采用自動(dòng)鋁箔刷，根據(jù)鋁箔表面狀態(tài)，調(diào)節(jié)刷子的力度和速度，去除鋁箔表面的油污雜質(zhì)，進(jìn)而提高鋁箔表面質(zhì)量，提高了可涂性；

3)在鋁箔進(jìn)入涂覆單元時(shí)，設(shè)置了進(jìn)料探測器，檢測到鋁箔進(jìn)入后，迅速的將信號傳遞給激光單元，促使激光單元發(fā)射激光束，整個(gè)過程耗時(shí)間短，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率；

4)本發(fā)明采用一定比例的納米碳粉顆粒與石墨混合物作為涂覆原料，保證了涂碳后鋁箔表面碳粉分布的均勻性與致密性，并增強(qiáng)了碳粉在鋁箔表面的吸附性；

5)本發(fā)明采用納米碳粉腔，腔體底部由數(shù)個(gè)微米級的碳粉管組成，保證碳粉從腔體底部均勻流出，使鋁箔表面碳粉厚度均勻一致，同時(shí)增強(qiáng)了鋁箔的導(dǎo)電性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述方法的工藝流程圖。

圖中：1-傳送裝置2-清潔烘干裝置3-檢測單元4-激光單元5-涂覆單元6-計(jì)算機(jī)7-機(jī)體8-自動(dòng)鋁箔刷9-清洗裝置10-烘干吸霧裝置11-噴淋裝置12-棱鏡13-進(jìn)料探測器14-激光掃描器15-感光輥16-存儲(chǔ)輥鼓17-充電輥18-定影輥19-碳粉腔20-碳粉管

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

如圖1所示，一種靜電激光吸附石墨烯技術(shù)制備涂碳鋁箔裝置，包括傳送裝置1、清潔烘干裝置2、檢測單元3、激光單元4、涂覆單元5、計(jì)算機(jī)6、機(jī)體7。傳送裝置1的傳輸方向上依次設(shè)有清潔烘干裝置2、檢測單元3、激光單元4、涂覆單元5，清潔烘干裝置2、檢測單元3、激光單元4、涂覆單元5安裝于機(jī)體上。計(jì)算機(jī)6通過電纜連接并控制傳送裝置1、清潔烘干裝置2、檢測單元3、激光單元4、涂覆單元5。

鋁箔卷放置于卷鋁箔卷輥槽中，首先通過開卷機(jī)將鋁箔卷開卷，開卷速度為10～15m/min，鋁箔開卷后通過傳動(dòng)裝置1依次傳送至清潔烘干裝置2、檢測單元3、激光單元4、涂覆單元5。

清潔烘干裝置2包括自動(dòng)鋁箔刷8、清洗裝置9、烘干吸霧裝置10。清洗裝置9安裝于傳送裝置1的傳動(dòng)軸上，清洗裝置9設(shè)有噴淋裝置11，噴淋裝置11位于自動(dòng)鋁箔刷8后部。自動(dòng)鋁箔刷8通過電纜與計(jì)算機(jī)6相連，計(jì)算機(jī)6根據(jù)鋁箔表面附著油污、雜質(zhì)的多少，調(diào)節(jié)輥刷柄與鋁箔的距離，調(diào)節(jié)涂刷力度與涂刷速度。

檢測單元3設(shè)有進(jìn)料探測器13，進(jìn)料探測器13設(shè)有棱鏡12，棱鏡12通過電纜與計(jì)算機(jī)6及激光單元4相連。激光單元4設(shè)有激光掃描器14，激光掃描器14通過電纜與計(jì)算機(jī)6相連。涂覆單元5從左至右依次設(shè)有感光輥15、存儲(chǔ)輥鼓16、充電輥17、定影輥18。存儲(chǔ)輥鼓16設(shè)有碳粉腔19與碳粉管20，石墨烯與碳粉放置于碳粉腔19內(nèi)，碳粉通過碳粉腔19下部的碳粉管20均勻噴出。

如圖2所示，一種靜電激光吸附石墨烯技術(shù)制備涂碳鋁箔的方法，具體包括如下步驟：

(1)石墨烯與碳粉的預(yù)處理：以粒度20-～50nm的石墨烯粉末與粒度1-2um的碳粉作為原料；將石墨烯粉末與碳粉分別放入真空均熱爐進(jìn)行加熱處理，真空均熱爐上下左右及中間配8～12個(gè)熱電偶，真空度0.8～1.2kpa，以1-2℃/min的升溫速率升溫至50-80℃，保溫5～10h。

(2)裝載處理：將石墨烯與碳粉按照(0.8～1.2)：(3.5～4.3)的質(zhì)量比裝入體積為500～800ml的混合罐中并抽真空，真空度為1～2mpa；開啟混料機(jī)，混料機(jī)的振動(dòng)頻率為300～500hz，轉(zhuǎn)速為1800-2500r/min，混料時(shí)間為10-20min，保持混料罐溫度≤80～100℃；混料結(jié)束后通過自動(dòng)填裝設(shè)備將混合粉末裝入涂有金屬硒的存儲(chǔ)輥鼓16中，同時(shí)將存儲(chǔ)輥鼓16裝載在涂覆單元5上準(zhǔn)備涂覆。

(3)鋁箔基體的處理及檢測：光箔寬800～1200cm、厚10～100um；鋁箔卷放置于鋁箔卷輥槽中，首先通過開卷機(jī)將鋁箔卷開卷，開卷速度為10-15m/min，鋁箔卷開卷后通過傳動(dòng)裝置1傳送至清潔烘干裝置2。

先通過自動(dòng)鋁箔刷8對待涂碳鋁箔進(jìn)行清理，輥刷為毛織體，根據(jù)鋁箔表面附著的油污、雜質(zhì)的多少，調(diào)節(jié)輥刷距光箔的高度在0.1～1.5cm之間，毛刷距離光箔的距離為0.01～1.0cm之間。根據(jù)鋁箔表面狀態(tài)，調(diào)節(jié)刷子的力度和速度，去除鋁箔表面的油污雜質(zhì)，進(jìn)而提高鋁箔表面質(zhì)量，提高了可涂性。

通過傳動(dòng)軸上的清洗裝置9對鋁箔表面進(jìn)行清洗處理，噴淋裝置11位于輥刷后部，噴淋液體為乙醇、去離子水、表面活性劑組成的水性清洗液，噴淋流量在70-200ml/min之間；噴淋后的鋁箔由輸送裝置1輸送至烘干吸霧裝置10，烘干溫度為50～120℃，吹起流速為1～2l/min；通過輸送裝置1將處理后的鋁箔基體輸送至涂覆單元5；

(4)激光吸附噴涂：保持涂覆單元5各類輥的溫度為70℃～90℃，首先將要涂覆的光箔尺寸、形狀參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)6，由制圖軟件輔助完成產(chǎn)品的定型設(shè)計(jì)圖紙，同時(shí)將處理后的光箔放入吸涂覆入口處；通過電極絲對感光鼓15充電，光導(dǎo)材料可選用硫化鎘(cds)、硒-砷(se-as)或有機(jī)光導(dǎo)材料(opc)，充電的放電時(shí)間為5～120s。

檢測單元3檢測到鋁箔基體進(jìn)入涂覆入口后將信號傳遞給計(jì)算機(jī)6主機(jī)模塊，激光掃描器14發(fā)射激光束，激光束光源為：氦-氖(he-ne)氣體激光器，其波長為632.8nm或鎵砷-鎵鋁砷(gaas-gaalas)系列，所發(fā)射出的激光束一般為近紅外光，波長780nm。

激光束照射到鋁箔上使鋁箔表面帶有正電荷；同時(shí)激光束反射到裝有石墨烯與碳粉的碳粉腔19內(nèi)，使碳粉混合物帶上等量負(fù)電荷，由于異性電荷相互吸引，碳粉通過碳粉腔19下部碳粉管20均勻噴出，均勻致密地涂覆在鋁箔表面。

通過計(jì)算機(jī)6緩慢調(diào)節(jié)鋁箔進(jìn)料速度10-15m/min，以及搭配15％-30％的納米碳粉石墨混合物的使用，可控制鋁箔表面碳粉厚度較薄，同時(shí)可確保碳粉顆粒在鋁箔表面厚度分布均勻一致，鋁箔與碳粉結(jié)合緊密，進(jìn)而大幅度地提高涂碳鋁箔導(dǎo)電性。

(5)后處理及性能指標(biāo)要求：將涂覆后的鋁箔放入常溫均熱爐中，以3～5℃/min的升溫速率升溫至150～200℃，保溫1～2h；涂覆的石墨烯及碳粉涂層厚度為20～30nm，厚差0.2～0.4％，平面度為15-20μm。

實(shí)施例1：

基體為高純鋁箔，鋁箔規(guī)格為：長度400cm，寬度為800cm，厚度為10微米。采用靜電激光吸附石墨烯技術(shù)制備涂碳鋁箔，其步驟如下：

(1)石墨烯及碳粉的預(yù)處理：

將石墨烯處理成粒度為20nm的粉末，選取1um的石墨碳粉作為原材料，將石墨烯粉末及碳粉分別放入真空均熱爐進(jìn)行加熱處理，真空均熱爐上下左右及中間所配的熱電偶8個(gè)，真空度0.8kpa，以1℃/min的升溫速率升溫至50℃，保溫5h備用。

(2)裝載處理：

混料罐體積在500ml，將石墨烯與碳粉按照0.8:3.5的質(zhì)量比裝入罐中并抽真空，真空度在1mpa。開啟混料機(jī)，混料機(jī)的振動(dòng)頻率為300赫茲，混料機(jī)轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分鐘，混料時(shí)間為10min，保持混料罐溫度不高于80℃，混料結(jié)束后采用自動(dòng)填裝設(shè)備將混合粉末裝入涂有金屬硒的存儲(chǔ)輥鼓16中，同時(shí)將存儲(chǔ)輥鼓裝載在涂覆單元5上準(zhǔn)備涂覆。

(3)鋁箔基體的處理及檢測

光箔的尺寸長度不限，寬度為800cm，光箔厚度為10um。鋁箔卷位于鋁箔卷輥槽中，首先通過開卷機(jī)將鋁光箔傳動(dòng)送入主體設(shè)備中，開卷機(jī)的開卷速度為10m/min，開卷后經(jīng)過傳動(dòng)裝置6傳送至清潔烘干裝置2，先利用自動(dòng)鋁箔刷8對待涂碳鋁箔進(jìn)行清理，根據(jù)鋁箔表面實(shí)際情況，調(diào)節(jié)鋁箔刷工作條件，輥刷為毛織體，滾刷柄距鋁箔高度在0.1cm，毛刷距離鋁箔的距離為0.01cm，通過傳動(dòng)軸上的清洗裝置9對鋁箔表面進(jìn)行清洗處理，噴淋裝置11位于滾刷附近，噴淋液體為乙醇、去離子水、表面活性劑等常用試劑組成的水性清洗液，噴淋流量為70ml/min，經(jīng)過噴淋的鋁箔在傳動(dòng)裝置6傳送帶的帶動(dòng)下進(jìn)入烘干吸霧裝置10，烘干溫度為50℃，吹起流速為1l/min，通過傳送裝置1將經(jīng)過前期處理后的鋁箔基體傳送至涂碳單元5。

(4)激光吸附噴涂

打開噴涂設(shè)備的電源，保持各類輥的溫度在70℃，首先在計(jì)算機(jī)6上將要涂覆的產(chǎn)品尺寸、形狀等參數(shù)輸入，光箔的尺寸長度不限，寬度為800cm，光箔厚度為10um，由cad計(jì)算機(jī)輔助完成產(chǎn)品的定型設(shè)計(jì)圖紙，同時(shí)將準(zhǔn)備好的光箔放入吸涂覆入口處。通過電極絲對感光鼓15(光導(dǎo)材料用硫化鎘(cds))進(jìn)行充電，充電的放電時(shí)間為5-120秒之間，棱鏡12檢測到到鋁箔的進(jìn)入的同時(shí)將信號傳遞給計(jì)算機(jī)6主機(jī)模塊，由激光掃描器14發(fā)射的激光束(光源為：氦-氖(he-ne)氣體激光器，其波長為632.8nm)照射到鋁箔上，促使鋁箔表面帶上一定量的正電荷，同時(shí)，激光束反射到裝有石墨烯和碳粉的碳粉腔19內(nèi)，使碳粉混合物帶上等量負(fù)電荷，由于異性電荷相互吸引，碳粉通過碳粉腔19下部碳粉管20均勻噴出，均勻致密地分布在鋁箔表面上。

(5)后處理及性能指標(biāo)要求

涂覆完成后放入常溫均熱爐中處理，以3℃/min的升溫速率升溫至150℃，保溫1小時(shí)；涂覆的石墨烯及碳粉涂層厚度20納米，厚差0.2％，平面度為15μm。

實(shí)施例2：

基體為高純鋁箔，鋁箔規(guī)格為：長度1000cm，寬度為1200cm，厚度為100微米。采用靜電激光吸附石墨烯技術(shù)制備涂碳鋁箔，其步驟如下：

(1)石墨烯及碳粉的預(yù)處理

將石墨烯處理成粒度為50nm的粉末，選取2微米的石墨碳粉作為原材料，將石墨烯粉末及碳粉分別放入真空均熱爐進(jìn)行加熱處理，真空均熱爐上下左右及中間所配的熱電偶12個(gè)，真空度1.2kpa，以2℃/min的升溫速率升溫至80℃，保溫10h備用。

(2)裝載處理

混料罐體積在800ml，將石墨烯與碳粉按照1.2:4.3的質(zhì)量比裝入罐中并抽真空，真空度在2mpa。開啟混料機(jī)，混料機(jī)的振動(dòng)頻率為500赫茲，混料機(jī)轉(zhuǎn)速為2500轉(zhuǎn)/分鐘，混料時(shí)間為20min，保持混料罐溫度不高于100℃，混料結(jié)束后采用自動(dòng)填裝設(shè)備將混合粉末裝入涂有金屬硒的存儲(chǔ)輥鼓中，同時(shí)將存儲(chǔ)輥鼓16裝載在涂覆單元5上準(zhǔn)備涂覆。

(3)鋁箔基體的處理及檢測

光箔的尺寸長度不限，寬度為1200cm范圍之內(nèi)調(diào)整，光箔厚度為100um。鋁箔卷位于鋁箔卷輥槽中，首先通過開卷機(jī)將鋁光箔傳動(dòng)送入主體設(shè)備中，開卷機(jī)的開卷速度為15m/min，開卷后經(jīng)過傳動(dòng)裝置6使光箔進(jìn)入清潔烘干裝置2，先利用自動(dòng)鋁箔刷8對待涂碳鋁箔進(jìn)行清理，根據(jù)鋁箔表面實(shí)際情況，調(diào)節(jié)鋁箔刷工作條件，輥刷為毛織體，滾刷柄距鋁箔高度在1.5cm，毛刷距離鋁箔的距離為1.0cm，通過傳動(dòng)軸上的清洗裝置9對鋁箔表面進(jìn)行清洗處理，噴淋裝置11位于滾刷附近，噴淋液體為乙醇、去離子水、表面活性劑等常用試劑組成的水性清洗液，噴淋流量為200ml/min，經(jīng)過噴淋的鋁箔在傳動(dòng)裝置1傳送帶的帶動(dòng)下進(jìn)入烘干吸霧裝置10，烘干溫度為120℃，吹起流速為2l/min之間，通過傳送裝置1將經(jīng)過前期處理后的鋁箔基體傳送至涂碳單元5。

(4)激光吸附噴涂

打開涂碳單元5的電源，保持各類輥的溫度在90℃，首先在計(jì)算機(jī)上將要涂覆的產(chǎn)品尺寸、形狀等參數(shù)輸入，光箔的尺寸長度不限，寬度為1200cm，光箔厚度為100微米，由cad計(jì)算機(jī)輔助完成產(chǎn)品的定型設(shè)計(jì)圖紙，同時(shí)將準(zhǔn)備好的光箔放入吸涂覆入口處。通過電極絲對感光鼓(光導(dǎo)材料用硒-砷(se-as))進(jìn)行充電，充電的放電時(shí)間為120秒，棱鏡檢測到到鋁箔的進(jìn)入的同時(shí)將信號傳遞給主機(jī)模塊，由激掃描器發(fā)射的激光束(鎵砷-鎵鋁砷(gaas-gaalas)系列，所發(fā)射出的激光束波長一般為近紅外光，波長780納米)照射到鋁箔上，促使鋁箔表面帶上一定量的正電荷，同時(shí)，激光束反射到裝有石墨烯和碳粉的碳粉腔內(nèi)，使碳粉混合物帶上等量負(fù)電荷，由于異性電荷相互吸引，碳粉通過碳粉腔下部碳粉管均勻噴出，均勻致密地分布在鋁箔表面上。

(5)后處理及性能指標(biāo)要求

涂覆完成后放入常溫均熱爐中處理，以5℃/min的升溫速率升溫至200℃，保溫2小時(shí)；涂覆的石墨烯及碳粉涂層厚度30納米，厚差0.4％，平面度為20μm。

本發(fā)明所述裝置為自動(dòng)化裝置，自動(dòng)化完成涂碳鋁箔的生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率,降低了加工成本。在涂碳前預(yù)處理階段采用自動(dòng)鋁箔刷8，根據(jù)鋁箔表面狀態(tài)，調(diào)節(jié)刷子的力度和速度，去除鋁箔表面的油污雜質(zhì)，進(jìn)而提高鋁箔表面質(zhì)量，提高了可涂性。在鋁箔進(jìn)入涂覆單元5時(shí)，設(shè)置了進(jìn)料探測器13，檢測到鋁箔進(jìn)入后，迅速的將信號傳遞給激光單元4，促使激光單元4發(fā)射激光束，整個(gè)過程耗時(shí)間短，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明采用一定比例的納米碳粉顆粒與石墨混合物作為涂覆原料，保證了涂碳后鋁箔表面碳粉分布的均勻性與致密性，并增強(qiáng)了碳粉在鋁箔表面的吸附性。本發(fā)明采用納米碳粉腔19，腔體底部由數(shù)個(gè)微米級的碳粉管20組成，保證碳粉從腔體底部均勻流出，使鋁箔表面碳粉厚度均勻一致，同時(shí)增強(qiáng)了鋁箔的導(dǎo)電性。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。