CN101260554B - 金属箔带材电镀系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属箔带材电镀系统，包括放卷机、镀头升降机、镀头、电镀槽、洗涤箱、鼓风干燥箱和收卷机，所述金属箔带材一端和放卷机连接，另一端和收卷机连接，在金属箔带材前进的方向上，依次设置有电镀槽、洗涤箱和鼓风干燥箱，镀头升降机连接镀头，镀头设置于电镀槽的上方。本金属箔带材电镀系统，作为锂离子电池新型合金负极材料连续制备的应用。本金属箔带材电镀系统可对各种金属箔带材进行双面电镀；本系统对金属箔带材进行电镀、洗涤、干燥，一体化连续加工，效率高，操作方便；成本低、污染小、可双面镀覆、镀层紧密不易脱落、厚度可控和粒径可控等优点。

Description

金属箔带材电镀系统及其应用

技术领域

本发明涉及金属箔带材的加工，特别涉及一种金属箔带材电镀系统及其应用。

背景技术

锂离子二次电池已成为便携式设备的重要能源。碳材料是目前商业化的锂离子电池的负极材料，其理论容量为372mAh·g^-1，已难以满足现在各种电子设备的小型化发展及电动汽车对大容量、高功率的化学电源的广泛需求。因此对可替换现有碳负极的新型合金负极的研究越来越活跃。

锂可与大多数金属(Si、Sn、Sb、Al等)可逆地形成合金。这些金属可以作为锂离子电池负极材料。合金负极材料的加工性能以及容量密度均较现有的负极材料要好，同时具有快速充放电能力。合金负极材料的研究主要集中在Sn基、Sb基、Si基、Al基等合金方面，这类合金负极材料的理论容量分别为990、660、3800、2234mAh·g^-1，远远大于商业化的碳材料，具有很好的开发潜力和前景。

金属合金负极材料的制备一般采用制粉法。制粉法常用高能球磨机械合金化、真空熔炼法、化学还原沉积法以及热还原法等方法。制粉法所制的活性粉料必须通过与导电剂以及粘结剂按照一定比例调和成浆料，然后通过涂布的方法把粉料粘结在集流体金属箔带材上，然后烘干、压片、真空干燥最终制得负极材料。这与商业化的锂离子电池碳负极材料以及钴酸锂、锰酸锂等正极材料制备电极的方法相同。粉料涂布制备电极的方法经历调浆、涂布、反面涂布、干燥、压片、切片、称量等繁杂程序，制备时间周期长，操作复杂，而且采用粘结的方法制备的电极，容易脱落，容易与集流体失去良好的电接触。

发明内容

本发明为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种可对各种金属箔带材进行加工、效率高、操作方便的金属箔带材电镀系统。

本发明的另一目的在于提供了一种金属箔带材的电镀系统的应用。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本金属箔带材电镀系统，其特征在于：包括放卷机、镀头升降机、镀头、电镀槽、洗涤箱、鼓风干燥箱和收卷机，所述金属箔带材一端和放卷机连接，另一端和收卷机连接，在金属箔带材前进的方向上，依次设置有电镀槽、洗涤箱和鼓风干燥箱，镀头升降机连接镀头，镀头设置于电镀槽的上方；

所述电镀槽包括底座和镀液槽；底座的一端设有驱动轮毂，驱动轮毂连接电机，底座的另一端设有从动轮毂，驱动轮毂由底座柱子支撑定位，从动轮毂由底座柱子支撑定位，驱动轮毂和从动轮毂均与阴极电刷接触，底座柱子可拆卸地设置有两个对称的阳极板，两个阳极板呈倒“八”字型，两个阳极板伸进镀液槽内；镀液槽设置有镀液进口、镀液出口、空气搅拌进气口和温度控制探头，温度控制探头连接有镀液恒温加热器；

所述镀头上端设置有两个压带轮毂，镀头中部可拆卸地设置有两个对称的阳极板，两个阳极板呈倒“八”字型，镀头下端设置有导带轮毂。

所述洗涤箱包括盖子和箱体，盖和箱体都设有水管，箱体分为多个隔间，在每个隔间中，水管上设有喷水头，隔间的两个侧壁设有凹槽，每个隔间都设有尾水管。

所述鼓风干燥箱包括盖子和箱体，盖和箱体都设有鼓风导管，鼓风导管上设有多个鼓风口，箱体的两个侧壁设有凹槽，鼓风干燥箱的一个侧壁设有定位轮。

所述收卷机连接力度感应电机。

所述镀头升降机设有调节镀头高度的手动摇柄。

所述镀液槽为塑料镀液槽，驱动轮毂为不锈钢轮毂，阴极电刷为阴极铜电刷。

所述导带轮毂为聚四氟乙烯导带轮毂。

上述的金属箔带材电镀系统，作为锂离子电池新型合金负极材料连续制备的应用。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

一、本金属箔带材电镀系统可对各种金属箔带材进行加工，铜箔、铝箔等各种导电薄膜都可加工，特别适用于厚度为10～20μm的金属箔带材的双面电镀；

二、本系统对金属箔带材进行电镀、洗涤、干燥，一体化连续加工，效率高，操作方便；与传统粉料涂布工艺相比较，生产速度快，无需经过漫长调浆过程，可实现一次成型双面电镀，无需两次涂布；

三、成本低、污染小、镀层紧密不易脱落，克服了粉料涂布工艺中粘结不牢的缺点；厚度可控和粒径可控，厚度和粒径可通过改变电镀电流密度或者不同电镀方法控制，无需前期材料的制备过程，操作简单。

本系统加工的金属箔带材，可作为锂离子电池新型合金负极材料(负极集流体薄膜带材)。

附图说明

图1是本发明的一种金属箔带材电镀系统的结构示意图。

图2是图1的正视图(镀头向下移动)。

图3是图2的镀头和电镀槽的结构示意图。

图4是图1的洗涤箱的结构示意图。

图5是图1的鼓风干燥箱的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2和图3所示的一种金属箔带材电镀系统，包括放卷机1、镀头升降机2、镀头3、电镀槽4、洗涤箱5、鼓风干燥箱6和收卷机7，金属箔带材8一端和放卷机1连接，另一端和收卷机7连接，在金属箔带材8前进的方向上，依次设置有电镀槽4、洗涤箱5和鼓风干燥箱6，镀头升降机2连接镀头3，镀头3设置于电镀槽4的上方。镀头升降机2设有调节镀头3高度的手动摇柄20。收卷机7连接力度感应电机11，当金属箔带材8被拉紧时，由力度感应电机11控制，自动停止收卷机7，当金属箔带材8松弛时，由力度感应电机11控制，自动开启收卷机7。力度感应电机11保证了收卷机7在运行过程中不会因为收卷机7上面卷的金属箔带材8的半径越来越大、金属箔带材8的线速度越来越大而导致拉断金属箔带材8的现象不会发生。

电镀槽4包括底座40和镀液槽41；底座40的一端设有驱动轮毂401，驱动轮毂401连接电机9，电机9转速可调，通过皮带传动，驱动轮毂401转动使金属箔带材8前进。底座40的另一端设有从动轮毂402，驱动轮毂401由底座柱子支撑定位，从动轮毂402由底座柱子支撑定位，驱动轮毂401和从动轮毂402均与阴极电刷接触，底座柱子可拆卸地设置有两个对称的阳极板403，两个阳极板403呈倒“八”字型，两个阳极板403伸进镀液槽41内；镀液槽41设置有镀液进口410、镀液出口411、空气搅拌进气口412和温度控制探头413，温度控制探头413连接有镀液恒温加热器10，镀液恒温加热器10可根据镀液槽41中的温度控制探头413调整镀液的温度，图2中42表示镀液的液面。

镀头3上端设置有两个处于同一水平的弹性塑料压带轮毂30，镀头中部可拆卸地设置有两个对称的阳极板31，两个阳极板31呈倒“八”字型，镀头3下端设置有导带轮毂32。

如图4所示，洗涤箱5包括盖子50和箱体51，盖50和箱体51都设有水管52，箱体51分为四个隔间，四个隔间为四级洗涤室，在每个隔间中，水管上设有喷水头53，隔间的两个侧壁设有凹槽54，可容金属箔带材8通过。每个隔间都设有尾水管55，通过检测尾水管55的洗涤尾水的离子成分，可判断是否洗涤完全，并可据此调整洗涤制度。

如图5所示，鼓风干燥箱6包括盖子60和箱体61，盖60和箱体61都设有鼓风导管62，鼓风导管62上设有多个鼓风口63，箱体61的两个侧壁设有凹槽64，可容金属箔带材8通过。鼓风干燥箱6的一个侧壁设有两个定位轮65，一个在盖子60的侧壁上，另一个在箱体61的一个侧壁的凹槽64的下面，定位轮65的作用是防止金属箔带材8偏离水平与鼓风干燥箱6的凹槽64摩擦拉断。

镀液槽41为塑料镀液槽，驱动轮毂401为不锈钢轮毂，阴极电刷为阴极铜电刷。导带轮毂32为聚四氟乙烯导带轮毂。

本金属箔带材电镀系统可对各种金属箔带材8进行加工，铜箔、铝箔等各种导电薄膜都可加工，特别适用于厚度为10～20μm的金属箔带材8的双面电镀；本系统对金属箔带材8进行电镀、洗涤、干燥，一体化连续加工，效率高，操作方便；加工完成的金属箔带材8，可作为锂离子电池新型合金负极材料(负极集流体薄膜带材)。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明的权利要求进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.金属箔带材电镀系统，其特征在于：包括放卷机、镀头升降机、镀头、电镀槽、洗涤箱、鼓风干燥箱和收卷机，所述金属箔带材一端和放卷机连接，另一端和收卷机连接，在金属箔带材前进的方向上，依次设置有电镀槽、洗涤箱和鼓风干燥箱，镀头升降机连接镀头，镀头设置于电镀槽的上方；

所述电镀槽包括底座和镀液槽；底座的一端设有驱动轮毂，驱动轮毂连接电机，底座的另一端设有从动轮毂，驱动轮毂由底座柱子支撑定位，从动轮毂由底座柱子支撑定位，驱动轮毂和从动轮毂均与阴极电刷接触，底座柱子可拆卸地设置有两个对称的阳极板，两个阳极板呈倒“八”字型，两个阳极板伸进镀液槽内；镀液槽设置有镀液进口、镀液出口、空气搅拌进气口和温度控制探头，温度控制探头连接有镀液恒温加热器；

所述镀头上端设置有两个压带轮毂，镀头中部可拆卸地设置有两个对称的阳极板，两个阳极板呈倒“八”字型，镀头下端设置有导带轮毂。

2.根据权利要求1所述的金属箔带材电镀系统，其特征在于：所述洗涤箱包括盖子和箱体，盖和箱体都设有水管，箱体分为多个隔间，在每个隔间中，水管上设有喷水头，隔间的两个侧壁设有凹槽，每个隔间都设有尾水管。

3.根据权利要求1所述的金属箔带材电镀系统，其特征在于：所述鼓风干燥箱包括盖子和箱体，盖和箱体都设有鼓风导管，鼓风导管上设有多个鼓风口，箱体的两个侧壁设有凹槽，鼓风干燥箱的一个侧壁设有定位轮。

4.根据权利要求1所述的金属箔带材电镀系统，其特征在于：所述收卷机连接力度感应电机。

5.根据权利要求1所述的金属箔带材电镀系统，其特征在于：所述镀头升降机设有调节镀头高度的手动摇柄。

6.根据权利要求1所述的金属箔带材电镀系统，其特征在于：所述镀液槽为塑料镀液槽，驱动轮毂为不锈钢轮毂，阴极电刷为阴极铜电刷。

7.根据权利要求1所述的金属箔带材电镀系统，其特征在于：所述导带轮毂为聚四氟乙烯导带轮毂。

8.权利要求1所述的金属箔带材电镀系统，作为锂离子电池新型合金负极材料连续制备的应用。

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