【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂带生产设备，具体而言，涉及超薄金属锂带生产系统和生产方法。
技术介绍
1、近年来固态电池的研究热度逐渐攀升，不管是高校、科研院所还是企业纷纷紧跟行业步伐，实时更新固态电池研究进展。固态电池并不是一蹴而就，在过渡阶段跟据电解液含量可分为半固态电池(电解液占比5-10％)、准固态(电解液占比0-5％)、全固态(电解液占比0％)。当前全固态电池尚未在终端市场实现应用，其主要原因为电解质和负极侧尚有较多困难未完全克服。在负极侧金属锂由于其具有极低的氧化还原电位(-3.04v vs.she)和极高的比容量(3860mah/g)被认为是最具有前途的下一代锂电池负极材料。金属锂作为负极材料最早在锂一次电池领域得到了广泛研究，在二次电池领域由于其安全性一直未得到解决，插层式结构的负极材料取代了锂金属负极以用于可充放电锂离子电池。如今随着锂离子电池关键材料技术的发展，锂金属负极再一次被推上了历史舞台。不同于锂金属一次电池需要大量的锂，锂金属二次电池由于正极侧含有锂源，负极侧仅需要少量的锂源来维持电池全生命周期充足的锂供应。故而传统的百微米级的金属锂带不再适用于高能量密度锂金属二次电池。理论上对于锂金属二次电池，负极锂带越薄对能量密度提升越明显，例如使用20μm超薄金属锂带可将电芯能量密度轻松提升至400wh/kg以上。为此开发20μm级超薄金属锂带及其大面积高效制备对下一代锂金属电池的发展意义重大。当前国内外已有少数企业具备生产制备20μm级超薄金属锂带的能力，其工艺路线几乎为两步法，即首先通过液压挤出百微米级厚锂带，再通过压延减
2、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供超薄金属锂带生产系统和生产方法。
2、本专利技术是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种超薄金属锂带生产系统，包括：在生产线上依次设置的挤出系统、第一张力控制机构、轧机和收卷辊，隔离膜放卷机构，以及沿生产线设置的多个用于支撑锂带的导辊；
4、挤出系统的出料口处设置有锂带成型模具；
5、第一张力控制机构包括第一张力控制辊和与其配合设置的第一角编码器；
6、第一角编码器被配置为与挤出系统通信连接，且第一角编码器的角度实时调节以使得第一张力控制辊配合移动从而使得第一张力控制辊受到的来自锂带的压力为第一预设定值，当第一角编码器的角度超出第一阈值时，第一角编码器将信号反馈至挤出系统，挤出系统被配置为接收到第一角编码器信号后调节挤出速度；
7、或者，第一角编码器被配置为与轧机通信连接，且第一角编码器的角度实时调节以使得第一张力控制辊配合移动从而使得第一张力控制辊受到的来自锂带的压力为第一预设定值，当第一角编码器的角度超出第一阈值时，第一角编码器将信号反馈至轧机，轧机被配置为接收到第一角编码器信号后调节轧制速度；
8、工作时，由挤出系统和成型模具挤出的锂带依次经第一张力控制机构、轧机被收卷到收卷辊；隔离膜不断被放卷机构放卷与锂带一同被收卷到收卷辊。
9、在可选的实施方式中，生产系统还包括第二张力控制机构，第二张力控制机构位于轧机和收卷辊之间；
10、第二张力控制机构包括第二张力控制辊和与其配合设置的第二角编码器；
11、第二角编码器被配置为与收卷辊通信连接，且第二角编码器的角度实时调节以使得第二张力控制辊配合移动从而使得第二张力控制辊受到的来自锂带的压力为第二预设定值，当第二角编码器的角度超出第二阈值时，第二角编码器将信号反馈至收卷辊，收卷辊被配置为接收到第二角编码器信号后调节收卷速度。
12、在可选的实施方式中，隔离膜放卷机构包括放卷辊和第三张力控制机构；
13、第三张力控制机构包括第三张力控制辊和与其配合设置的第三角编码器；
14、第三角编码器被配置为与放卷辊通信连接，且第三角编码器的角度实时调节以使得第三张力控制辊配合移动从而使得第三张力控制辊受到的来自隔离膜的压力为第三预设定值，当第三角编码器的角度超出第三阈值时，第三角编码器将信号反馈至放卷辊，放卷辊被配置为接收到第三角编码器信号后调节收卷速度。
15、在可选的实施方式中，挤出系统包括挤出机、伺服液压泵和移速传感器，挤出机包括用于容纳锂料的挤出桶、设置在挤出桶内用于朝向成型模具挤出锂料的推头、与推头连接的液压推杆以及与挤出桶连接用于实现推头移动的液压缸，液压缸连接用于向其中泵入液压油的伺服液压泵，移速传感器设置于液压推杆远离推头的一端；
16、生产系统还包括控制系统、第一测速辊、第一测厚装置、第二测厚装置以及第二测速辊；第一测速辊位于挤出系统和第一张力控制机构之间，第一测厚装置位于第一张力控制机构和轧机之间，第二测速辊和第二测厚装置位于轧机和收卷辊之间；
17、控制系统与伺服液压泵、第一测速辊、第二测速辊、第一测厚装置和第二测厚装置通信连接，控制系统内置公式：
18、
19、其中，q为液压缸进液流量，d为挤出桶的内径，v0为推头的速度，v1为挤出锂带速度，v2为轧制锂带速度，t1为第一测厚装置测得的挤出锂带厚度，t2为第二测厚装置测得的轧制锂带厚度，w为锂带宽度；
20、设定q、v0、v1和v2中任一值，通过公式能够计算得出另外三个值，将计算得到的数值与实际检测反馈的值进行比较，控制系统根据比较结果调节液压缸进液流量或轧制锂带速度以使得计算结果和实际测得的结果一致；
21、可选地，挤出桶的内径为150～700mm，壁厚20～100mm，长度300～1000mm。
22、在可选的实施方式中，生产系统还包括纠偏控制机构，纠偏控制机构设置于第一张力控制机构和第二测厚装置之间，纠偏控制机构包括在前设置的纠偏传感器和在后设置的纠偏导辊组。
23、在可选的实施方式中，生产系统还包括结合辊，结合辊位于第二张力控制机构和收卷辊之间；
24、工作时，由挤出系统和成型模具挤出的锂带依次经第一测速辊、第一张力控制机构、纠偏控制机构、第一测厚装置、轧机、第二测厚装置、第二测速辊、第二张力控制机构和结合辊被收卷到收卷辊；收卷在放卷辊上的隔离膜不断被放卷经第三张力控制机构和结合辊与锂带一同被收卷到收卷辊。
25、在可选的实施方式中，收卷辊和/或放卷辊为气胀轴，长度300～800mm。
26、在可选的实施方式中，轧机包括对称设置的一对背撑辊和一对工作辊，一对工作辊位于一对背撑辊之间，工作辊之间的间隙为轧缝；
27、可选地，每个背撑辊的直径为100～500mm；
28、可选地，每个工作辊的直径为50～300mm；
29、可选地，背撑辊和/或工作辊的长度为200～700mm；
30、可选地，所述背撑辊和工作辊表面光洁度ra≤0.5μm，硬度rhc≥50度。
31、在可选的实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超薄金属锂带生产系统，其特征在于，包括：在生产线上依次设置的挤出系统、第一张力控制机构、轧机和收卷辊，隔离膜放卷机构，以及沿生产线设置的多个用于支撑锂带的导辊；
2.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括第二张力控制机构，所述第二张力控制机构位于所述轧机和所述收卷辊之间；
3.根据权利要求2所述的生产系统，其特征在于，所述隔离膜放卷机构包括放卷辊和第三张力控制机构；
4.根据权利要求3所述的生产系统，其特征在于，所述挤出系统包括挤出机、伺服液压泵和移速传感器，所述挤出机包括用于容纳锂料的挤出桶、设置在所述挤出桶内用于朝向所述成型模具挤出锂料的推头、与所述推头连接的液压推杆以及与所述挤出桶连接用于实现所述推头移动的液压缸，所述液压缸连接用于向其中泵入液压油的所述伺服液压泵，所述移速传感器设置于所述液压推杆远离所述推头的一端；
5.根据权利要求4所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括纠偏控制机构，所述纠偏控制机构设置于所述第一张力控制机构和所述第二测厚装置之间，所述纠偏控制机构包括在前设置的纠偏传感
6.根据权利要求5所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括结合辊，所述结合辊位于所述第二张力控制机构和所述收卷辊之间；
7.根据权利要求3所述的生产系统，其特征在于，所述收卷辊和/或所述放卷辊为气胀轴，长度300～800mm。
8.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述轧机包括对称设置的一对背撑辊和一对工作辊，所述一对工作辊位于所述一对背撑辊之间，所述工作辊之间的间隙为轧缝；
9.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述导辊的直径为50～150mm，长度为200～700mm，表面光洁度Ra≤0.2μm，硬度RHC≥50度。
10.一种超薄金属锂带生产方法，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的生产系统实施。
...【技术特征摘要】
1.一种超薄金属锂带生产系统，其特征在于，包括：在生产线上依次设置的挤出系统、第一张力控制机构、轧机和收卷辊，隔离膜放卷机构，以及沿生产线设置的多个用于支撑锂带的导辊；
2.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括第二张力控制机构，所述第二张力控制机构位于所述轧机和所述收卷辊之间；
3.根据权利要求2所述的生产系统，其特征在于，所述隔离膜放卷机构包括放卷辊和第三张力控制机构；
4.根据权利要求3所述的生产系统，其特征在于，所述挤出系统包括挤出机、伺服液压泵和移速传感器，所述挤出机包括用于容纳锂料的挤出桶、设置在所述挤出桶内用于朝向所述成型模具挤出锂料的推头、与所述推头连接的液压推杆以及与所述挤出桶连接用于实现所述推头移动的液压缸，所述液压缸连接用于向其中泵入液压油的所述伺服液压泵，所述移速传感器设置于所述液压推杆远离所述推头的一端；
5.根据权利要求4所述的生产系统，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王广，刘强，刘杨，晏晋，艾旺圣，吴娇，李露，胡喜，
申请(专利权)人：重庆天齐锂业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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