[實(shí)用新型]一種連續(xù)化制備堿金屬?gòu)?fù)合負(fù)極卷材的設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201822109010.5
• 申請(qǐng)日: 2018-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN209434300U
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方巍;鄧偉;周旭峰;劉兆平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號(hào): H01M4/139
• 分類號(hào): H01M4/139
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本申請(qǐng)公開了連續(xù)化制備堿金屬?gòu)?fù)合負(fù)極卷材的設(shè)備，包括涂布裝置、加熱裝置、折疊裝置和第一輥壓裝置，各個(gè)裝置之間均設(shè)置有傳送裝置，折疊裝置包括兩塊垂直置于水平面的第一圍合板，兩個(gè)第一圍合板沿堿金屬?gòu)?fù)合負(fù)極卷材移動(dòng)的方向漸縮至預(yù)設(shè)間距，每個(gè)第一圍合板的尾端連接有第二圍合板，兩個(gè)第二圍合板的頂部覆蓋有沿堿金屬?gòu)?fù)合負(fù)極卷材移動(dòng)的方向逐漸向下傾斜的第三圍合板，第三圍合板的最下部的邊還連接有長(zhǎng)方體空腔，長(zhǎng)方體空腔的高度與堿金屬?gòu)?fù)合負(fù)極卷材折疊之后的高度相匹配且其位于堿金屬?gòu)?fù)合負(fù)極卷材移動(dòng)方向上的兩個(gè)側(cè)面均開口以使堿金屬?gòu)?fù)合負(fù)極卷材從中通過(guò)，能夠?qū)崿F(xiàn)堿金屬?gòu)?fù)合負(fù)極卷材的自動(dòng)涂布折疊成卷化制備，提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電池制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種連續(xù)化制備堿金屬負(fù)極卷材的設(shè)備。

背景技術(shù)

目前，新能源技術(shù)越來(lái)越得到公眾的重視，公眾對(duì)用于儲(chǔ)能的電池也提出了更高的要求。其中，自從索尼公司實(shí)現(xiàn)鋰離子電池商業(yè)化以來(lái)，各類碳材料被廣泛應(yīng)用于各類鋰電池負(fù)極材料的制備，碳材料有著嵌鋰電位低、導(dǎo)電性好、循環(huán)穩(wěn)定和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，但其理論比容量為372mAh/g，這就限制了鋰電池能量密度的進(jìn)一步提高。與之相對(duì)，堿金屬還原電位低，理論比容量高，若作為電池負(fù)極可以大幅度提高能量密度。以堿金屬為例，鋰是最輕的金屬元素，其還原電位最低(-3.040V)，理論比容量最高(1860mAh/g)，是鋰電池負(fù)極的“終極材料”，然而，作為負(fù)極的堿金屬在充電過(guò)程中，有著其特有問(wèn)題，以堿金屬為例，充電過(guò)程中，鋰離子沉積不均勻造成鋰枝晶生長(zhǎng)，導(dǎo)致電極表面出現(xiàn)缺陷而增大極化，這就會(huì)加劇枝晶的生長(zhǎng)，而枝晶的生長(zhǎng)導(dǎo)致鋰離子不斷被消耗，庫(kù)倫效率降低，枝晶脫除后形成“死鋰”，引起電極膨脹，更為嚴(yán)重的是，不斷生長(zhǎng)的枝晶一旦刺穿隔膜，就可能造成電池內(nèi)部短路而導(dǎo)致電池?zé)崾Э兀斐砂踩鹿省?/p>

目前對(duì)于堿金屬負(fù)極改性的方法主要有：表面涂層、原位形成穩(wěn)定的SEI膜、改變電解液配方以及改性集流體或隔膜等等，通過(guò)這些方法能夠抑制枝晶的生長(zhǎng)，提高電池的庫(kù)倫效率，但是這些方法也有各自的缺點(diǎn)。近期研究表明，通過(guò)構(gòu)建堿金屬?gòu)?fù)合負(fù)極可有效提高堿金屬作為負(fù)極的性能。如申請(qǐng)?zhí)枮?01710051717.2的專利公開了一種二次金屬鋰電池負(fù)極用層狀復(fù)合物的制備方法，構(gòu)建了金屬鋰和其他材料插層結(jié)構(gòu)的負(fù)極，具體的，可以利用涂層中的化合物(如Ti₃C₂、石墨烯等)與鋰金屬形成插層結(jié)構(gòu)的復(fù)合電極，這種涂層材料起到限制鋰枝晶生長(zhǎng)的作用，從而能夠延長(zhǎng)金屬鋰負(fù)極的循環(huán)性能，但是該類方法因需要構(gòu)筑插層結(jié)構(gòu)，這就需要折疊電極片，現(xiàn)有技術(shù)中，是將涂覆有涂料的堿金屬片通過(guò)手工方式進(jìn)行剪裁和折疊，這就難以實(shí)現(xiàn)成卷連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率比較低。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種連續(xù)化制備堿金屬負(fù)極卷材的設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)堿金屬負(fù)極卷材的自動(dòng)涂布折疊成卷化制備，無(wú)需人工操作，從而提高生產(chǎn)效率。

本實(shí)用新型提供的一種連續(xù)化制備堿金屬負(fù)極卷材的設(shè)備，包括用于在堿金屬負(fù)極卷材表面涂覆涂料的涂布裝置、用于烘干所述涂料的加熱裝置、用于將所述堿金屬負(fù)極卷材折疊起來(lái)的折疊裝置和用于將折疊后的所述堿金屬負(fù)極卷材輥壓至預(yù)設(shè)厚度的第一輥壓裝置，上述各個(gè)裝置之間均設(shè)置有用于帶動(dòng)所述堿金屬負(fù)極卷材移動(dòng)的傳送裝置，所述折疊裝置包括兩塊垂直置于水平面的第一圍合板，兩個(gè)所述第一圍合板沿所述堿金屬負(fù)極卷材移動(dòng)的方向漸縮至預(yù)設(shè)間距，每個(gè)所述第一圍合板的尾端連接有第二圍合板，兩個(gè)所述第二圍合板的頂部覆蓋有沿所述堿金屬負(fù)極卷材移動(dòng)的方向逐漸向下傾斜的第三圍合板，所述第三圍合板的最下部的邊還連接有長(zhǎng)方體空腔，所述長(zhǎng)方體空腔的高度與所述堿金屬負(fù)極卷材折疊之后的高度相匹配且其位于所述堿金屬負(fù)極卷材移動(dòng)方向上的兩個(gè)側(cè)面均開口以使所述堿金屬負(fù)極卷材從中通過(guò)。

優(yōu)選的，在上述連續(xù)化制備堿金屬負(fù)極卷材的設(shè)備中，所述第一圍合板為長(zhǎng)方體形狀的圍合板。

優(yōu)選的，在上述連續(xù)化制備堿金屬負(fù)極卷材的設(shè)備中，所述第二圍合板為截面為梯形的圍合板。