[發(fā)明專利]一種金屬鋰合金負(fù)極的制備裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010698536.0
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111715857B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高劍;羅從山;鄧云龍;王銘
• 申請（專利權(quán)）人: 四川虹微技術(shù)有限公司
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06;C23C8/24;C22F1/16;H01M4/134;H01M4/139;H01M4/40;H01M10/052
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專利事務(wù)所(有限合伙) 51213
• 代理人: 胡慧東

1.一種金屬鋰復(fù)合負(fù)極的制備裝置，其特征在于，包括加熱容器、軋輥機(jī)和氮氣反應(yīng)容器，所述加熱容器內(nèi)部設(shè)置有石墨電極，所述石墨電極與加熱容器分別通過導(dǎo)線連接有外部電源；所述加熱容器與所述軋輥機(jī)通過管道連接，所述氮氣反應(yīng)容器設(shè)置在所述軋輥機(jī)的末端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鋰復(fù)合負(fù)極的制備裝置，其特征在于，所述加熱容器為感應(yīng)電爐，所述感應(yīng)電爐內(nèi)部設(shè)置有坩堝。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鋰復(fù)合負(fù)極的制備裝置，其特征在于，所述管道靠近軋輥機(jī)的一端設(shè)置有閥門。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鋰復(fù)合負(fù)極的制備裝置，其特征在于，所述軋輥機(jī)包括連續(xù)鑄軋輥和多段軋輥，所述多段軋輥包括第一軋輥、第二軋輥、第三軋輥和第四軋輥。

5.一種金屬鋰復(fù)合負(fù)極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將金屬鋰錠與其他元素加入加熱容器中熔煉得到熔融液，對熔融液施加電場，使熔融液在電場作用下形成均勻鋰熔體；

(2)使鋰熔體通過管道流入鑄軋輥進(jìn)行冷卻，鋰熔體從液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)；

(3)固態(tài)的復(fù)合金屬鋰進(jìn)入到多段軋輥機(jī)進(jìn)行軋制；

(4)軋制后的復(fù)合鋰金屬帶材進(jìn)入氮氣反應(yīng)容器與氮氣進(jìn)行反應(yīng)，得到表面具有氮化鋰保護(hù)層的復(fù)合鋰金屬帶材；

(5)將復(fù)合鋰金屬帶材進(jìn)行收卷，裁切后得到復(fù)合金屬鋰負(fù)極。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬鋰復(fù)合負(fù)極的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中熔煉溫度為250～800℃，施加電場的電壓為0～3V，施加時間為1～4小時。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬鋰復(fù)合負(fù)極的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)具體為打開位于管道上的閥門，使鋰熔體通過管道流入鑄軋輥中的咬入?yún)^(qū)，咬入?yún)^(qū)間隙為5～10mm，鑄軋輥上下兩軋輥之間的間隙為鋰熔體的冷卻段，上下兩軋輥之間的垂直距離即為復(fù)合金屬鋰的厚度，當(dāng)鋰熔體進(jìn)入冷卻段，上下兩軋輥向相反的方向轉(zhuǎn)動，軋輥內(nèi)的冷卻液不間斷的流進(jìn)和流出來降低軋輥表面溫度，使鋰熔體從液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，同時將固態(tài)產(chǎn)物送到下一工序。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬鋰復(fù)合負(fù)極的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)具體為鑄軋輥軋制后的復(fù)合金屬鋰進(jìn)入多段軋輥，多段軋輥包括第一軋輥、第二軋輥、第三軋輥和第四軋輥，第一軋輥的溫度保持在100～150℃，第二軋輥、第三軋輥和第四軋輥的溫度保持在50～80℃，上下兩軋輥之間的間隙為軋制段，上下兩軋輥之間的垂直距離即為復(fù)合金屬鋰的厚度，各軋輥之間的壓縮比為：第一軋輥2～4mm，第二軋輥0.5～1.5mm，第三軋輥0.2～0.4mm，第四軋輥0.02～0.2mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬鋰復(fù)合負(fù)極的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)～(5)需在露點小于-40℃的干燥室內(nèi)或充滿氬氣/氦氣的手套箱中進(jìn)行。