一种极片补锂装置制造方法及图纸

技术编号:44305825 阅读:0 留言:0更新日期:2025-02-18 20:22
本技术提供了涉及动力电池领域的一种极片补锂装置,包括:放卷轴;收卷轴;熔融装置,包括用于承载金属熔融液的熔炼坩埚,以及设置在所述熔炼坩埚周侧的加热元件;涂覆装置,包括狭缝挤压涂布头,其与所述熔炼坩埚相互连接并连通,并且其涂布头端部位于极片的正上方;气体喷嘴,其位于所述狭缝挤压涂布头朝向极片前进方向的一侧,并且其喷嘴指向狭缝挤压涂布头落液区域倾斜设置;压力气管,其一端与外部惰性气体气源连接,一端与所述熔炼坩埚连接。本技术方案,解决了现有技术对极片补锂宽度和均匀性的问题,解决了补锂厚度精度低不能满足超薄厚度的问题,同时也解决了现有极片工艺需要辅助基材的问题,降低了补锂成本。

【技术实现步骤摘要】

本新型一般涉及动力电池领域,具体涉及一种极片补锂装置


技术介绍

1、随着动力电池能量密度的不断提升,现有负极材料的克容量以及压实密度已经到了极限值,与此同时,以硅碳材料为负极的锂离子电池的首次充放电效率低,充放电过程的锂损失是影响电池能量和电池循环性能的重要原因之一。现有技术中,一般通过补锂方式来弥补这一部分损失,补锂技术不仅可以弥补阳极的首效损失,同时还能够提供额外的锂源,从而极大的提升了锂离子电池的能量密度及循环性能。

2、改进前的技术方案,制备超薄锂金属的方法是机械辊压法,利用机械压力,将较厚的锂块辊压成薄锂箔。但是受限于锂金属本身较高的粘性和较差的机械调整能力,利用机械辊压法制备的超薄锂箔一般只能做到20μm,补锂厚度及精度较难控制。


技术实现思路

1、本技术有鉴于上述现有技术存在的问题,提供一种极片补锂装置,包括:放卷轴;收卷轴;熔融装置,包括用于承载金属熔融液的熔炼坩埚,以及设置在所述熔炼坩埚周侧的加热元件;涂覆装置,包括狭缝挤压涂布头,其与所述熔炼坩埚相互连接并连通,并且其涂布头端部位于极片的正上方;气体喷嘴,其位于所述狭缝挤压涂布头朝向极片前进方向的一侧,并且其喷嘴指向狭缝挤压涂布头落液区域倾斜设置;压力气管,其一端与外部惰性气体气源连接,一端与所述熔炼坩埚连接。通过具有上述技术特征,熔炼坩埚可便于添加不同的合金元素,从而改善了锂离子电池性能;再通过狭缝挤压涂布头与气体喷嘴的配合,使得金属熔融液均匀的吹散至极片的表面,而且可通过气体喷嘴压力的调节以及狭缝挤压涂布头挤出量的调节,达到对金属层厚度的调节,可通过更换狭缝挤压涂布头中的垫片调整出料宽度,实现不同宽度的涂覆锂层,满足不同宽度极片的补锂需求;解决了现有技术中极片补锂宽度和均匀性的问题,解决了补锂厚度精度低、不能满足超薄厚度的问题,同时也解决了现有补锂工艺需要辅助基材的问题,降低补锂成本。

2、在一些实施例中,所述放卷轴与所述涂覆装置之间还设置有预热装置,所述预热装置包括:加热管,其位于所述极片的一侧或两侧;第一温度检测器,其探头指向极片设置;鼓风干燥器,其出风口朝向极片设置。由此,通过对极片进行预加热处理的方式,提高了金属熔融液和极片的接触浸润,从而在后续工序中有助于与金属材料的涂覆,保障了涂覆效果。

3、在一些实施例中,还包括位于所述涂覆装置下游的复合装置,所述复合装置包括复合辊,设置有两个,分别位于极片的两侧;涂油器,架设在金属材料所在一侧的所述复合辊上方。由此,在两个复合辊的辊压下,增加了极片与金属材料的结合力,而且在涂油的作用下,也防止了复合辊与极片或金属材料的粘连,保障了复合装置工作的稳定性。

4、在一些实施例中,还包括:与熔炼坩埚顶部相互连通的通气管,所述通气管上设置有开闭通气管的通气阀门。由此,在金属熔炼的过程中,可通过通气管向熔炼坩埚内部通入惰性气体,来保护金属免受空气中的气体和水分等污染,减少金属的氧化等缺陷;而且在金属熔炼搅拌后,通入的惰性气体也能够带出金属熔融液中产生的杂质气体,从而保障金属材料的纯度。

5、在一些实施例中,还包括:所述通气管与熔炼坩埚连接的端部插入进熔炼坩埚内,其端部位于熔炼坩埚的底部。由此,通入的惰性气体在上升的过程中,有助于将金属熔融液中产生的杂质气体携带,从而进一步保障金属材料的纯度。

6、在一些实施例中,还包括:出液管,其一端与熔炼坩埚连通,另一端与所述狭缝挤压涂布头连接;充气管,其与所述出液管连接并连通;充气阀门,其设置在所述充气管上,用于控制充气管开闭。由此,在极片补锂完成后,可通过向充气管充气的方式,将残留在出液管内的残留液体去除,以免造成金属熔融液在出液管内的固化,从而增加维护成本。

7、在一些实施例中,所述狭缝挤压涂布头内部设置有加热模块。由此,进一步对金属熔融液进行加热,保障金属熔融液在狭缝挤压涂布头内的顺畅流动,从而减少金属熔融液在狭缝挤压涂布头内部堵塞的情况发生。

8、在一些实施例中,还包括张力检测装置,其设置在所述放卷轴出料方向和/或收卷轴的入料方向,所述张力检测装置包括辅助支撑轴,其设置有两个,并间隔设置在所述极片底部;张力传感器轴,其位于两个所述辅助支撑轴之间压设在所述极片的上方可沿两个辅助支撑轴连线的垂直方向滑动。由此,张力检测器的作用为避免极片过于张紧或松弛,确保极片走带效果。通过张力传感器轴与两个辅助支撑轴的配合,使得极片在传送移动的过程中持续处于张力平稳的状态,从而在通过预热装置时,使得极片受热更加均匀,保障了后续与金属材料的吸附性;而且也保障了涂覆装置工作时极片状态的稳定性,从而进一步提高了金属材料铺展的均匀性。

9、在一些实施例中,所述涂覆装置设置有两个,并分别作用在极片的两侧。由此,通过涂覆装置对极片的另一侧进行操作,从而实现了极片的双面补锂,大大提高了补锂效率。

10、在一些实施例中,所述气体喷嘴与所述极片涂覆面的夹角为α,其中,10°≤α≤80°。由此,气体喷嘴与所述极片涂覆面的夹角对风刀的风向起到了导向作用,保障了金属熔融液流动的方向,从而提高了对涂覆厚度和均匀性操作的准确性。

11、综上所述,本申请包括至少一种有益技术效果:

12、1、解决了金属锂及合金添加精度和纯度问题;采用熔炼坩埚的形式,不但可对金属和金属合金进行精确的配比,而且熔炼过程中以及搅拌后通入的惰性气体,可减少金属熔融液表面的氧化侵蚀,也可去除金属熔融液内部的杂质气体,进一步提高了金属锂及合金的纯度。

13、2、解决了补锂宽度、厚度、均匀性的问题;采用狭缝挤压涂布头与气体喷嘴配合的结构方式,利用风刀稳定的风力对金属材料进行吹散,从而达到对金属材料宽度、厚度、均匀性的控制。

14、3、降低了辅助基材所造成的工序添加,成本增加;采用熔炼坩埚对金属合金的熔炼,再通过狭缝挤压涂布头与气体喷嘴配合的结构方式,实现了对金属合金一次性的喷涂,避免了引入辅助基材和多次工序造成的成本增加。

15、4、提高了效率;由于双涂覆装置的设置,以及转向轴的配合,实现了对极片双向的涂覆,大大增加了涂覆效率。

16、应当理解,
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征,亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种极片补锂装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种极片补锂装置,其特征在于,所述放卷轴(11)与所述涂覆装置(4)之间还设置有预热装置(2),所述预热装置(2)包括:

3.根据权利要求1所述的一种极片补锂装置,其特征在于,还包括位于所述涂覆装置(4)下游的复合装置(5),所述复合装置(5)包括

4.根据权利要求1所述的一种极片补锂装置,其特征在于,还包括:与熔炼坩埚(31)顶部相互连通的通气管(33),所述通气管(33)上设置有开闭通气管(33)的通气阀门(34)。

5.根据权利要求4所述的一种极片补锂装置,其特征在于,还包括:所述通气管(33)与熔炼坩埚(31)连接的端部插入进熔炼坩埚(31)内,其端部位于熔炼坩埚(31)的底部。

6.根据权利要求5所述的一种极片补锂装置,其特征在于,还包括:

7.根据权利要求1所述的一种极片补锂装置,其特征在于,所述狭缝挤压涂布头(42)内部设置有加热模块。

8.根据权利要求2所述的一种极片补锂装置,其特征在于,还包括张力检测装置(13),其设置在所述放卷轴(11)出料方向和/或收卷轴(61)的入料方向,所述张力检测装置(13)包括

9.根据权利要求1所述的一种极片补锂装置,其特征在于,所述涂覆装置(4)设置有两个,并分别作用在极片的两侧。

10.根据权利要求1所述的一种极片补锂装置,其特征在于,所述气体喷嘴(45)与所述极片涂覆面的夹角为α,其中,10°≤α≤80°。

...

【技术特征摘要】

1.一种极片补锂装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种极片补锂装置,其特征在于,所述放卷轴(11)与所述涂覆装置(4)之间还设置有预热装置(2),所述预热装置(2)包括:

3.根据权利要求1所述的一种极片补锂装置,其特征在于,还包括位于所述涂覆装置(4)下游的复合装置(5),所述复合装置(5)包括

4.根据权利要求1所述的一种极片补锂装置,其特征在于,还包括:与熔炼坩埚(31)顶部相互连通的通气管(33),所述通气管(33)上设置有开闭通气管(33)的通气阀门(34)。

5.根据权利要求4所述的一种极片补锂装置,其特征在于,还包括:所述通气管(33)与熔炼坩埚(31)连接的端部插入进熔炼坩埚(31)内,其端...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹文强施永奎田昌贺李文俊俞会根
申请(专利权)人:北京卫蓝新能源科技股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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