本發(fā)明涉及固態(tài)電池負(fù)極的制備，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種銅鋰復(fù)合箔材的制作方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、固態(tài)電池作為下一代儲(chǔ)能技術(shù)的代表，近年來(lái)受到了廣泛關(guān)注。相比于傳統(tǒng)的液態(tài)電池，固態(tài)電池采用固體電解質(zhì)，其最大的優(yōu)勢(shì)在于安全性高和能量密度大。因此，固態(tài)電池在電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)中具有巨大的應(yīng)用潛力。

2、目前，在實(shí)驗(yàn)室和小規(guī)模生產(chǎn)中，固態(tài)電池采用金屬鋰作為負(fù)極，電池為疊片型時(shí)，可以直接用鋰箔作為負(fù)極，鋰箔厚度20μm～100μm之間，隨著極片面積的增大，鋰箔厚度增大，便于吸爪吸住鋰箔，鋰箔不會(huì)產(chǎn)生大的變形。電池為卷繞型時(shí)，由于鋰箔在張力作用下，容易拉斷，變形，往往把鋰帶和銅箔復(fù)合在一起，形成鋰銅復(fù)合帶，提升抗拉強(qiáng)度；

3、因?yàn)殇嚍橄∮薪饘伲?0μm～100μm的鋰箔成本高昂。因此，不論疊片電池還是卷繞電池，把鋰箔和銅箔復(fù)合都是需要研究的課題，目的是降低成本，提升抗拉強(qiáng)度。其中，對(duì)銅箔表面進(jìn)行微觀造型，從而增加鋰帶與銅箔之間的結(jié)合力，是提高鋰帶和銅箔之間剝離力的有效方法之一。

4、但是現(xiàn)有的銅箔微造型技術(shù)在實(shí)際使用時(shí)，仍舊存在較多缺點(diǎn)，如用于對(duì)銅箔進(jìn)行微造型的輥輪在軋制銅箔時(shí)，從銅箔表面掉落的微小碎屑可能會(huì)壓實(shí)在輥輪表面的微造型紋路內(nèi)，從而導(dǎo)致微造型紋路變淺，進(jìn)而導(dǎo)致銅箔表面微造型的凸起變低，以至于減弱了鋰帶和銅箔之間剝離力；為了避免這種情況發(fā)生，現(xiàn)有技術(shù)通常會(huì)使用高壓氣流沖擊或者旋轉(zhuǎn)刷刷除的方法對(duì)運(yùn)行時(shí)的輥輪表面進(jìn)行持續(xù)的清潔。但是，由于銅箔與輥輪的距離較近，清理下來(lái)的銅屑可能會(huì)因受力而飛濺到銅箔表面并粘附上去，由于銅屑具有導(dǎo)電性，如果這些碎屑在電池內(nèi)部游離，可能會(huì)在電池內(nèi)部形成意外的導(dǎo)電路徑。特別是在電池的疊片或卷繞過(guò)程中，碎屑可能會(huì)穿過(guò)隔膜接觸到相鄰的正極和負(fù)極，導(dǎo)致內(nèi)部短路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供的一種銅鋰復(fù)合箔材的制作方法及裝置，所要解決的問(wèn)題是：現(xiàn)有的銅箔微造型技術(shù)中，從輥輪表面清理下來(lái)的銅屑可能會(huì)因受力而飛濺到銅箔表面并粘附上去，銅屑可能會(huì)在電池內(nèi)部形成意外的導(dǎo)電路徑，進(jìn)而導(dǎo)致電池內(nèi)部短路。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種銅鋰復(fù)合箔材制作裝置，包括支撐組件、銅箔、輥壓組件、調(diào)節(jié)組件和清潔組件，支撐組件包括底座，底座的上方設(shè)置有支架，輥壓組件包括造型組件，造型組件包括在同一個(gè)垂直面內(nèi)呈上下對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輥，該垂直面經(jīng)過(guò)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輥的軸心，驅(qū)動(dòng)輥外側(cè)傳動(dòng)有環(huán)形輥壓帶，且環(huán)形輥壓帶的外表面設(shè)置有微造型覆件，環(huán)形輥壓帶水平設(shè)置在支架的中間位置，支架的相對(duì)側(cè)設(shè)置有從動(dòng)軸，單個(gè)環(huán)形輥壓帶的內(nèi)側(cè)貼合設(shè)置有一個(gè)驅(qū)動(dòng)輥和兩個(gè)從動(dòng)軸，使得環(huán)形輥壓帶的橫截面呈三角形，兩個(gè)環(huán)形輥壓帶之間為軋制區(qū)，銅箔穿過(guò)軋制區(qū)時(shí)，兩個(gè)環(huán)形輥壓帶將銅箔表面軋制出微造型凹坑和凸起；

3、清潔組件包括兩個(gè)隔絕罩，兩個(gè)隔絕罩分別設(shè)置在相對(duì)應(yīng)的環(huán)形輥壓帶遠(yuǎn)離銅箔的一側(cè)，且隔絕罩的開(kāi)口朝向相對(duì)應(yīng)的環(huán)形輥壓帶，隔絕罩固定設(shè)置在支架的相對(duì)側(cè)，且隔絕罩的內(nèi)側(cè)沿環(huán)形輥壓帶的轉(zhuǎn)動(dòng)方向依次設(shè)置有高壓空氣噴嘴和真空抽氣管，高壓空氣噴嘴外接有高壓氣泵，用于將壓實(shí)在環(huán)形輥壓帶微造型紋路內(nèi)的銅屑清理下來(lái)，真空抽氣管外接有真空抽塵泵，用于將清理下來(lái)的銅屑吸走。

4、在一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方式中，輥壓組件還包括兩組驅(qū)動(dòng)組件，用于驅(qū)動(dòng)環(huán)形輥壓帶轉(zhuǎn)動(dòng)，底座的上方設(shè)置有固定臺(tái)和升降臺(tái)，支架位于底座的中間位置，且升降臺(tái)和固定臺(tái)分別位于支架的左右兩側(cè)，兩組驅(qū)動(dòng)組件分別位于升降臺(tái)和固定臺(tái)的頂部。

5、在一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)組件包括電機(jī)和與電機(jī)配合的齒輪箱，驅(qū)動(dòng)輥的兩端均固定設(shè)置有驅(qū)動(dòng)軸，且其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸與相對(duì)應(yīng)的齒輪箱的輸出軸固定連接。

6、在一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方式中，支架頂部固定設(shè)置有液壓缸，且支架頂部設(shè)置有開(kāi)口向上的升降槽，升降槽內(nèi)上下滑動(dòng)設(shè)置有安裝座，位于上方的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸與相對(duì)應(yīng)的安裝座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且液壓缸的輸出端與相對(duì)應(yīng)的安裝座固定連接。

7、在一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)組件包括兩個(gè)推動(dòng)組件，兩個(gè)推動(dòng)組件對(duì)稱設(shè)置在位于上方的環(huán)形輥壓帶的左右兩側(cè)，推動(dòng)組件的輸出端設(shè)置有張緊輪，且張緊輪與環(huán)形輥壓帶的上表面貼合，張緊輪下壓時(shí)，壓動(dòng)位于上方的環(huán)形輥壓帶的上表面向下凹陷。

8、在一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方式中，推動(dòng)組件為電推桿或液壓推桿，電推桿的輸出端固定設(shè)置有第一滑塊，張緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在第一滑塊靠近相對(duì)應(yīng)的環(huán)形輥壓帶的一側(cè)。

9、在一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方式中，支架的相對(duì)側(cè)固定設(shè)置有安裝板，電推桿與安裝板固定連接，安裝板的底部固定設(shè)置有直線導(dǎo)槽，第一滑塊靠近直線導(dǎo)槽的一側(cè)固定設(shè)置有導(dǎo)向桿，且導(dǎo)向桿滑動(dòng)在相對(duì)應(yīng)的直線導(dǎo)槽內(nèi)。

10、在一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方式中，支架的靠上部分呈前后對(duì)稱開(kāi)設(shè)有限位槽，限位槽內(nèi)水平設(shè)置有限位桿，限位桿上滑動(dòng)設(shè)置有第二滑塊和彈簧，同一個(gè)支架上的兩個(gè)彈簧分別位于相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)第二滑塊的相對(duì)側(cè)，位于上方的兩個(gè)從動(dòng)軸的兩端分別與相對(duì)應(yīng)的第二滑塊固定連接。

11、在一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方式中，隔絕罩靠近相對(duì)應(yīng)的環(huán)形輥壓帶的側(cè)邊與相對(duì)應(yīng)的微造型覆件之間預(yù)留間隙，預(yù)留間隙的距離由人為制定，用于避免隔絕罩損傷微造型覆件的表面紋路。

12、一種銅鋰復(fù)合箔材的制作方法，包括以下步驟：

13、步驟一、將銅箔通過(guò)輥壓組件進(jìn)行微造型加工，使得銅箔表面均勻分布有凸起和凹坑；

14、步驟二、將微造型加工后的銅箔通過(guò)真空蒸鍍機(jī)進(jìn)行表面鍍鋰，從而得到銅鋰復(fù)合箔材；

15、步驟三、從銅鋰復(fù)合箔材上取樣，并使用拉力機(jī)檢測(cè)樣品上鋰帶和銅箔之間剝離力。

16、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過(guò)采用微造型銅箔作為集流體基材，通過(guò)真空蒸鍍的方式，可以在銅箔表面鍍上很薄的鋰金屬層，同時(shí)又保障了鋰帶和銅箔之間有足夠的剝離力，有效的降低了生產(chǎn)成本；通過(guò)設(shè)置清潔組件配合輥壓組件，從而有效的解決了現(xiàn)有的銅箔微造型技術(shù)中，從輥輪表面清理下來(lái)的銅屑可能會(huì)因受力而飛濺到銅箔表面并粘附上去的問(wèn)題，進(jìn)而降低了電池內(nèi)部短路的概率，顯著的提高了電池的安全性。

技術(shù)特征：

1.一種銅鋰復(fù)合箔材制作裝置，包括支撐組件(1)、銅箔(2)、輥壓組件(3)、調(diào)節(jié)組件(4)和清潔組件(5)，所述支撐組件(1)包括底座(11)，底座(11)的上方設(shè)置有支架(14)，其特征在于：所述輥壓組件(3)包括造型組件(31)，所述造型組件(31)包括在同一個(gè)垂直面內(nèi)呈上下對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輥(312)，該垂直面經(jīng)過(guò)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輥(312)的軸心，驅(qū)動(dòng)輥(312)外側(cè)傳動(dòng)有環(huán)形輥壓帶(313)，且環(huán)形輥壓帶(313)的外表面設(shè)置有微造型覆件(314)，環(huán)形輥壓帶(313)水平設(shè)置在支架(14)的中間位置，所述支架(14)的相對(duì)側(cè)設(shè)置有從動(dòng)軸(315)，單個(gè)環(huán)形輥壓帶(313)的內(nèi)側(cè)貼合設(shè)置有一個(gè)驅(qū)動(dòng)輥(312)和兩個(gè)從動(dòng)軸(315)，使得環(huán)形輥壓帶(313)的橫截面呈三角形，兩個(gè)環(huán)形輥壓帶(313)之間為軋制區(qū)，所述銅箔(2)穿過(guò)軋制區(qū)時(shí)，兩個(gè)環(huán)形輥壓帶(313)將銅箔(2)表面軋制出微造型凹坑和凸起；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅鋰復(fù)合箔材制作裝置，其特征在于：所述輥壓組件(3)還包括兩組驅(qū)動(dòng)組件(32)，用于驅(qū)動(dòng)環(huán)形輥壓帶(313)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述底座(11)的上方設(shè)置有固定臺(tái)(12)和升降臺(tái)(13)，支架(14)位于底座(11)的中間位置，且升降臺(tái)(13)和固定臺(tái)(12)分別位于支架(14)的左右兩側(cè)，兩組驅(qū)動(dòng)組件(32)分別位于升降臺(tái)(13)和固定臺(tái)(12)的頂部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種銅鋰復(fù)合箔材制作裝置，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)組件(32)包括電機(jī)(321)和與電機(jī)(321)配合的齒輪箱(322)，所述驅(qū)動(dòng)輥(312)的兩端均固定設(shè)置有驅(qū)動(dòng)軸(33)，且其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸(33)與相對(duì)應(yīng)的齒輪箱(322)的輸出軸固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種銅鋰復(fù)合箔材制作裝置，其特征在于：所述支架(14)頂部固定設(shè)置有液壓缸(15)，且支架(14)頂部設(shè)置有開(kāi)口向上的升降槽(16)，升降槽(16)內(nèi)上下滑動(dòng)設(shè)置有安裝座(17)，位于上方的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸(33)與相對(duì)應(yīng)的安裝座(17)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且液壓缸(15)的輸出端與相對(duì)應(yīng)的安裝座(17)固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種銅鋰復(fù)合箔材制作裝置，其特征在于：所述調(diào)節(jié)組件(4)包括兩個(gè)推動(dòng)組件(42)，兩個(gè)推動(dòng)組件(42)對(duì)稱設(shè)置在位于上方的環(huán)形輥壓帶(313)的左右兩側(cè)，推動(dòng)組件(42)的輸出端設(shè)置有張緊輪(44)，且張緊輪(44)與環(huán)形輥壓帶(313)的上表面貼合，張緊輪(44)下壓時(shí)，壓動(dòng)位于上方的環(huán)形輥壓帶(313)的上表面向下凹陷。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種銅鋰復(fù)合箔材制作裝置，其特征在于：所述推動(dòng)組件(42)為電推桿或液壓推桿，電推桿的輸出端固定設(shè)置有第一滑塊(43)，張緊輪(44)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在第一滑塊靠近相對(duì)應(yīng)的環(huán)形輥壓帶(313)的一側(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種銅鋰復(fù)合箔材制作裝置，其特征在于：所述支架(14)的相對(duì)側(cè)固定設(shè)置有安裝板(41)，所述電推桿與安裝板(41)固定連接，所述安裝板(41)的底部固定設(shè)置有直線導(dǎo)槽(45)，所述第一滑塊(43)靠近直線導(dǎo)槽(45)的一側(cè)固定設(shè)置有導(dǎo)向桿(46)，且導(dǎo)向桿(46)滑動(dòng)在相對(duì)應(yīng)的直線導(dǎo)槽(45)內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種銅鋰復(fù)合箔材制作裝置，其特征在于：所述支架(14)的靠上部分呈前后對(duì)稱開(kāi)設(shè)有限位槽(47)，所述限位槽(47)內(nèi)水平設(shè)置有限位桿(48)，限位桿(48)上滑動(dòng)設(shè)置有第二滑塊(49)和彈簧(410)，同一個(gè)支架(14)上的兩個(gè)彈簧(410)分別位于相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)第二滑塊(49)的相對(duì)側(cè)，位于上方的兩個(gè)從動(dòng)軸(315)的兩端分別與相對(duì)應(yīng)的第二滑塊(49)固定連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種銅鋰復(fù)合箔材制作裝置，其特征在于：所述隔絕罩(51)靠近相對(duì)應(yīng)的環(huán)形輥壓帶(313)的側(cè)邊與相對(duì)應(yīng)的微造型覆件(314)之間預(yù)留間隙，預(yù)留間隙的距離由人為制定，用于避免隔絕罩(51)損傷微造型覆件(314)的表面紋路。

10.一種銅鋰復(fù)合箔材的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種銅鋰復(fù)合箔材的制作方法及裝置，具體涉及固態(tài)電池負(fù)極的制備技術(shù)領(lǐng)域，包括支撐組件、銅箔、輥壓組件、調(diào)節(jié)組件和清潔組件，支撐組件包括底座，底座的上方設(shè)置有支架，輥壓組件包括造型組件，造型組件包括在同一個(gè)垂直面內(nèi)呈上下對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輥，該垂直面經(jīng)過(guò)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輥的軸心，驅(qū)動(dòng)輥外側(cè)傳動(dòng)有環(huán)形輥壓帶，且環(huán)形輥壓帶的外表面設(shè)置有微造型覆件，環(huán)形輥壓帶水平設(shè)置在支架的中間位置。本發(fā)明通過(guò)采用微造型銅箔作為集流體基材，通過(guò)真空蒸鍍的方式，可以在銅箔表面鍍上很薄的鋰金屬層，同時(shí)又保障了鋰帶和銅箔之間有足夠的剝離力，有效的降低了生產(chǎn)成本。

技術(shù)研發(fā)人員：周素超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：榮烯新材（北京）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23