CN103474617B - 一种锂电池用涂碳铝箔的生产方法及设备 - Google Patents

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Abstract

一种锂电池用涂碳铝箔的生产方法及设备，涉及到锂电池材料技术领域，解决现有锂电池用涂碳铝箔涂碳层附着力较差易剥落，涂碳层的导电率的技术不足，包括有如下步骤：1)、毛化步骤，在毛化涂碳箱中用氮气气流携带铝粉微粒喷向铝箔表面，对铝箔表面进行摩擦，使其表面毛化并去除表面的氧化铝层，毛化后的铝箔采用氮气气流去除表面铝粉微粒；2)、涂碳步骤，在毛化涂碳箱中，将碳导电浆料涂在铝箔表面；3)、加热烘干步骤，往加热烘干箱注入加热的清洁空气将碳导电浆料烘干。毛化涂碳箱铝箔表面毛化去除了氧化铝膜，增加碳导电浆料的接触面，更易于与碳导电浆料附着，形成的涂碳层不易脱落，而且增加了涂碳铝箔的导电性能。

Description

一种锂电池用涂碳铝箔的生产方法及设备
技术领域
本发明涉及到锂电池材料技术领域，具体涉及到锂电池使用过程中使用的涂碳铝箔涂布碳导电浆料的生产方法及设备方面。
背景技术
现有锂电池用涂碳铝箔的生产方法是直接在铝箔上用涂布机涂上碳导电浆料，再经过加热的流动气体烘干，这种方法有以下问题：1、铝箔表面光滑，生产出的涂碳铝箔涂碳层附着力较差易剥落，为提高附着力而增加碳导电浆料的粘结剂，会降低涂碳层的导电率。2、铝箔表面存在氧化铝膜，影响涂碳铝箔的导电性能。
发明内容
综上所述，本发明的目的在于解决现有锂电池用涂碳铝箔涂碳层附着力较差易剥落，涂碳层的导电率的技术不足，而提出一种锂电池用涂碳铝箔的生产方法及设备。
为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：一种锂电池用涂碳铝箔的生产方法，其特征在于所述方法包括有如下步骤：
1)、毛化步骤，铝箔连续匀速经过充满氮气的毛化涂碳箱，在毛化涂碳箱中用氮气气流携带铝粉微粒喷向铝箔表面，对铝箔表面进行摩擦，使其表面毛化并去除表面的氧化铝层，毛化后的铝箔采用氮气气流去除表面铝粉微粒；
2)、涂碳步骤，在毛化涂碳箱中，将碳导电浆料涂在毛化和吹干净后的铝箔表面；
3)、加热烘干步骤，将涂有碳导电浆料的铝箔传入加热烘干箱中，往加热烘干箱注入加热的清洁空气将碳导电浆料烘干。
毛化步骤中采用压力在0.2-0.5kg之间的纯度为99.99%以上的氮气气流携带8-15微米粒度纯度大于99.9%的不规则铝粉微粒对铝箔表面进行摩擦。
去除毛化后的铝箔表面铝粉微粒时，用压力在0.2-0.5kg之间的纯度为99.99%以上氮气气流对已毛化的铝箔去除表面铝粉微粒。
毛化涂碳箱中保持纯度为99.99%以上的氮气气流与铝箔移动相反的方向单向流动。
加热烘干步骤中，加热烘干箱通入温度在80-110°C的清洁空气，清洁空气沿铝箔运动方向单向流动对铝箔上的碳导电浆料烘干。
生产过程保持毛化涂碳箱内气体压力高于加热烘干箱。
实现所述方法的配套设备，其特征在于所述设备包括有毛化涂碳箱和加热烘干箱；所述的毛化涂碳箱与加热烘干箱之间通过铝箔通道连接，在所述的毛化涂碳箱的一侧设有放转轴，在所述的加热烘干箱的一侧设有收卷轴，收卷轴上连接有收卷电机；所述的毛化涂碳箱上设有铝箔入口，所述的加热烘干箱上设有铝箔出口；在所述的毛化涂碳箱内设有水平光滑的平面支板，在所述的平面支板上方从进料端到出料端依次设有连接铝粉储罐和氮气罐的铝粉喷口、连接氮气罐的气吹扫喷口及连接涂布机的浆料喷口；所述的加热烘干箱上设有加热清洁空气入口和加热清洁空气出口。
所述的毛化涂碳箱上的铝箔入口设于毛化涂碳箱底部；铝箔入口的内侧和外侧各设有一个滚轴。
所述的毛化涂碳箱上的铝箔入口设有风机。
所述的毛化涂碳箱上的铝箔入口设有测氮气浓度表。
本发明的有益效果为：本发明采用在充满氮气的毛化涂碳箱中用氮气气流携带铝粉微粒喷向铝箔表面，对铝箔表面进行摩擦，使其表面毛化并去除表面的氧化铝层，毛化涂碳箱铝箔表面毛化去除了氧化铝膜，增加碳导电浆料的接触面，更易于与碳导电浆料附着，形成的涂碳层不易脱落，而且增加了涂碳铝箔的导电性能。
附图说明
图1为本发明的结构原理示意图。
图中各标志分别为：1－放卷轴，2－收卷轴，3－铝箔，4－滚轴，5－毛化涂碳箱，6－氮气罐，8－风机，9－测氮气浓度表，11－铝粉储罐，13－涂布机，14－铝粉喷口，15－氮气吹扫喷口，16－浆料喷口，17－平面支板，18－收卷电机，19－高纯氮气入口，20－铝箔入口，21－加热清洁空气入口，22－加热清洁空气出口，23－加热烘干箱，24－铝箔通道，25－铝箔出口。
具体实施方式
以下结合附图和本发明优选的具体实施例对本发明的结构作进一步地说明。
本发明一种锂电池用涂碳铝箔的生产方法，包括有如下依次进行的步骤：毛化步骤、涂碳步骤及加热烘干步骤。
1)、毛化步骤是将铝箔连续匀速经过充满氮气的毛化涂碳箱，在毛化涂碳箱中用氮气气流携带铝粉微粒喷向铝箔表面，对铝箔表面进行摩擦，使其表面毛化并去除表面的氧化铝层，毛化后的铝箔采用氮气气流去除表面铝粉微粒；毛化步骤中采用压力在0.2-0.5kg之间的纯度为99.99%以上的氮气气流携带8-15微米粒度纯度大于99.9%的不规则铝粉微粒对铝箔表面进行摩擦；去除毛化后的铝箔表面铝粉微粒时，用压力在0.2-0.5kg之间的纯度为99.99%以上氮气气流对已毛化的铝箔去除表面铝粉微粒。也即是毛化步骤是在高纯氮气气氛下对铝箔进行表面毛化。为了保证与铝箔进行摩擦后的铝粉微粒及时吹除，毛化涂碳箱中保持纯度为99.99%以上的氮气气流与铝箔移动相反的方向单向流动。
2）、涂碳步骤是在毛化涂碳箱中，将碳导电浆料涂在毛化和吹干净后的铝箔表面。
3）、加热烘干步骤是将涂有碳导电浆料的铝箔传入加热烘干箱中，往加热烘干箱注入加热的清洁空气将碳导电浆料烘干。加热烘干箱通入温度在80-110°C的清洁空气，清洁空气沿铝箔运动方向单向流动对铝箔上的碳导电浆料烘干。为了避免加热烘干箱中的空气进入毛化涂碳箱，使毛化后的铝箔在涂布碳导电浆料之前发生氧化，生产过程保持毛化涂碳箱内气体压力高于加热烘干箱。
参照图1中所示，实现上述方法的配套设备，包括有设于左侧的毛化涂碳箱5和设于右侧的加热烘干箱23；所述的毛化涂碳箱5与加热烘干箱23之间通过铝箔通道24连接；所述的毛化涂碳箱5上设有铝箔入口20，所述的加热烘干箱23上设有铝箔出口25。生产过程中，铝箔3从铝箔入口20进入毛化涂碳箱5，在毛化涂碳箱5完成毛化涂碳操作后，从铝箔通道24进入加热烘干箱23，在加热烘干箱23受热风烘干后成为涂碳铝箔，再从铝箔出口25移出；为了方便将卷状的铝箔3连续平展传送入毛化涂碳箱5中，及在形成涂碳铝箔后卷起，在所述的毛化涂碳箱5的一侧设有放转轴1，在所述的加热烘干箱23的一侧设有收卷轴2，收卷轴2上连接有收卷电机18；收卷电机18开动后可以将形成的涂碳铝箔后卷起，并使放卷轴1把铝箔放出。
在所述的毛化涂碳箱5内设有水平光滑的平面支板17，平面支板17用于水平托举支撑进入的铝箔3；在所述的平面支板17上方从左至右依次设有连接铝粉储罐11和氮气罐6的铝粉喷口14、连接氮气罐6的气吹扫喷口15及连接涂布机13的浆料喷口16。所述的三个喷口14、15、16的宽度相等，都略窄于铝箔3宽度，其中铝粉喷口14与铝箔3距离在2-3mm，铝粉喷口14方向与铝箔3运动方向夹角在30°-45°之间；氮气吹扫喷口15与铝箔3距离在2-3mm，氮气吹扫喷口15方向与铝箔3运动方向夹角在15°-25°之间；浆料喷口16与铝箔3距离在1mm以内，浆料喷口16垂直与铝箔3运动方向。铝粉喷口14和氮气吹扫喷口15之间的水平距离要大于400mm，氮气吹扫喷口15与浆料喷口16之间的水平距离要小于250mm。为了使铝粉喷口14中氮气携带的铝粉微粒在完成毛化操作后，能吹出毛化涂碳箱14，铝箔入口20设于毛化涂碳箱14底部, 铝箔入口20不仅是铝箔3的入口，也是氮气和的铝粉微粒出口，排出的氮气与铝粉微粒经回收后可循环使用；为了便于铝箔3与铝箔入口20间产生摩擦，铝箔入口20的内侧和外侧各设有一个滚轴4。为了保持毛化涂碳箱5中具有纯度为99.99%以上的高纯度氮气环境，以及避免氮气吹扫喷口15吹扫干净铝箔3表面之后，毛化过程中的铝粉微粒再次被气流带入铝箔3表面，在毛化涂碳箱5最右端上设有纯度为99.99%以上的高纯氮气入口19，高纯氮气入口19连接高纯氮气气源，使得毛化涂碳箱5中氮气气流与铝箔3移动相反的方向单向流动，将铝粉微粒从铝箔入口20吹出，或者是在铝箔入口20安装风机8，通过风机8加速将毛化涂碳箱5中的氮气和铝粉微粒抽出。为了时刻了解毛化涂碳箱5中的氮气的纯度，铝箔入口20设有测氮气浓度表9，，观察测氮气浓度表9，显示氮气浓度达到99.99%，表明毛化涂碳箱5内只有极微量氧气存在，毛化后的铝箔3不会发生氧化发应。
所述的加热烘干箱23左端侧壁上设有加热清洁空气入口21和右端侧壁上设有加热清洁空气出口22，生产过程中往加热清洁空气入口21通入温度在80-110°C的清洁空气，在加热烘干箱23中沿铝箔运动方向单向流动至加热清洁空气出口22排出，加热的清洁空气对铝箔3上的碳导电浆料烘干。加热的清洁空气可回收循环使用，碳导电浆料被烘干后即制成涂碳铝箔，然后从铝箔出口25传送出加热烘干箱23卷绕存放。生产过程保持毛化涂碳箱5内气体压力略高于加热烘干箱23，避免加热的清洁空气从铝箔通道24进入毛化涂碳箱5。铝箔表面毛化去除了氧化铝膜，也增加碳导电浆料的接触面，更易于与碳导电浆料附着，形成的涂碳层不易脱落，而且增加了涂碳铝箔的导电性能。

Claims (7)

1.一种锂电池用涂碳铝箔的生产方法，其特征在于所述方法包括有如下步骤：
1)、毛化步骤，铝箔连续匀速经过充满氮气的毛化涂碳箱，在毛化涂碳箱中用氮气气流携带铝粉微粒喷向铝箔表面，对铝箔表面进行摩擦，使其表面毛化并去除表面的氧化铝层，毛化后的铝箔采用氮气气流去除表面铝粉微粒；
2）、涂碳步骤，在毛化涂碳箱中，采用压力在0.2-0.5kg之间的纯度为99.99%以上的氮气气流携带8-15微米粒度纯度大于99.9%的不规则铝粉微粒对铝箔表面进行摩擦，氮气气流与铝箔移动相反的方向单向流动；去除毛化后的铝箔表面铝粉微粒时，用压力在0.2-0.5kg之间的纯度为99.99%以上氮气气流对已毛化的铝箔去除表面铝粉微粒；将碳导电浆料涂在毛化和吹干净后的铝箔表面；
3）、加热烘干步骤，将涂有碳导电浆料的铝箔传入加热烘干箱中，往加热烘干箱注入加热的清洁空气将碳导电浆料烘干。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：加热烘干步骤中，加热烘干箱通入温度在80-110°C的清洁空气，清洁空气沿铝箔运动方向单向流动对铝箔上的碳导电浆料烘干。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：生产过程保持毛化涂碳箱内气体压力高于加热烘干箱。
4.实现权利要求1~3任一项所述方法的配套设备，其特征在于所述设备包括有毛化涂碳箱和加热烘干箱；所述的毛化涂碳箱与加热烘干箱之间通过铝箔通道连接，在所述的毛化涂碳箱的一侧设有放 卷轴，在所述的加热烘干箱的一侧设有收卷轴，收卷轴上连接有收卷电机；所述的毛化涂碳箱上设有铝箔入口，所述的加热烘干箱上设有铝箔出口；在所述的毛化涂碳箱内设有水平光滑的平面支板，在所述的平面支板上方从进料端到出料端依次设有连接铝粉储罐和氮气罐的铝粉喷口、连接氮气罐的气吹扫喷口及连接涂布机的浆料喷口；所述的加热烘干箱上设有加热清洁空气入口和加热清洁空气出口。
5.根据权利要求书4所述的设备，其特征在于：所述的毛化涂碳箱上的铝箔入口设于毛化涂碳箱底部；铝箔入口的内侧和外侧各设有一个滚轴。
6.根据权利要求书4所述的设备，其特征在于：所述的毛化涂碳箱上的铝箔入口设有风机。
7.根据权利要求书4所述的设备，其特征在于：所述的毛化涂碳箱上的铝箔入口设有测氮气浓度表。
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