CN104332586A - 一种超薄锂带的生产方法及生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超薄锂带的生产方法，包括以下步骤：S10、预冷隔膜：通过预冷装置预先将电池隔膜的温度降低；S20、熔融锂锭：通过加热装置将金属锂锭的温度升高，使固态的金属锂锭变成熔融状的锂流体；S30、敷覆锂流体：将熔融状的所述锂流体敷覆在已经被预先冷却的所述电池隔膜表面；S40、终冷隔膜：通过终冷装置将已经敷覆所述锂流体的所述电池隔膜再次降低温度，使所述锂流体凝固形成锂带。同时本发明还公开一种使用上述方法制作超薄锂带的生产设备。通过提供一种超薄锂带的生产方法及生产设备，取代传统的滚压制作超薄锂带的生产方式，避免了滚压过程中的锂带变色、厚度均匀性不可控等问题，实现简单、高效、可靠地生产超薄锂带。

Description

一种超薄锂带的生产方法及生产设备

技术领域

本发明涉及电池生产的技术领域，尤其涉及一种超薄锂带的生产方法及生产设备。

背景技术

锂，原子序数3，原子量6.941，是最轻的碱金属元素。1817年由瑞典科学家阿弗韦聪在分析透锂长石矿时发现，自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷铝石等，另外，在人和动物机体、土壤和矿泉水、可可粉、烟叶、海藻中都能找到锂。

金属锂为一种银白色的轻金属，熔点为180.54℃，沸点为1342℃，密度为0.534g/cm³，硬度为0.6。金属锂广泛应用于电池、玻璃、陶瓷、润滑剂、传热介质、火箭驱动剂、vitamin A的合成等领域，具有较高的实际应用价值。

金属锂的本质性能决定了金属锂带具有既轻又柔软的性质，使金属锂带在生产过程中极易发生拉伸变形甚至断裂的异常，而且现在工业应用上对金属锂带的薄度要求越来越高，因此金属锂带的生产难度很大。

基于上述情况，厂家提供一种操作简单、容易实现的超薄锂带的生产方法及生产设备，以解决上述困难。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种超薄锂带的生产方法及生产设备，实现简单、高效地生产超薄锂带。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，公开一种超薄锂带的生产方法，包括以下步骤：

S10、预冷隔膜：通过预冷装置预先将电池隔膜的温度降低；

S20、熔融锂锭：通过加热装置将金属锂锭的温度升高，使固态的金属锂锭变成熔融状的锂流体；

S30、敷覆锂流体：将熔融状的所述锂流体敷覆在已经被预先冷却的所述电池隔膜表面；

S40、终冷隔膜：通过终冷装置将已经敷覆所述锂流体的所述电池隔膜的温度再次降低，使所述锂流体凝固形成锂带。

作为一种优选的技术方案，步骤S10之前还包括以下步骤：

S01、预开启预冷装置和终冷装置：提前开启预冷装置和终冷装置，使预冷装置和终冷装置达到电池隔膜降温所需要的设定温度；

S02、隔膜放卷：将所述电池隔膜输送进入已达到所述设定温度的所述预冷装置。

作为一种优选的技术方案，步骤S20之前还包括以下步骤：

S11、锂锭上料：将固态的金属锂锭放入锂锭料缸内；

S12、锂锭挤压：通过动力装置将固态的金属锂锭挤压进入熔融缸。

作为一种优选的技术方案，步骤S20与步骤S30之间还包括以下步骤：

S21、过滤锂流体：通过过滤装置筛选出熔融状的所述锂流体供步骤S30使用，同时使未变成熔融状的金属锂锭继续留在所述熔融缸内升高温度。

作为一种优选的技术方案，步骤S40之后还包括以下步骤：

S41、锂带收卷：将已经凝固的锂带卷绕在成品辊上。

另一方面，公开一种超薄锂带的生产设备，包括用于存储金属锂锭的锂锭料缸，所述锂锭料缸的顶部设置有用于挤压所述金属锂锭的动力装置，所述锂锭料缸的底部设置有外部套设有加热装置的熔融缸，所述熔融缸的底部设置有用于挤出锂流体的挤出头，所述挤出头的下方并位于所述锂锭料缸的两侧分别安装有隔膜辊和成品辊，所述隔膜辊和所述成品辊之间可移动设置有电池隔膜，所述电池隔膜预先卷绕在所述隔膜辊上，制作完成后的锂带卷绕在所述成品辊上，所述隔膜辊与所述锂锭料缸之间设置有用于冷却所述电池隔膜的预冷装置，所述锂锭料缸与所述成品辊之间设置有用于冷却敷覆锂流体后的所述电池隔膜的终冷装置。

优选的，所述动力装置是液压缸或者气压缸。

优选的，所述动力装置具有活动端，所述活动端插入所述锂锭料缸的内部，所述活动端位于所述锂锭料缸的内部的一端固定设置有可在所述锂锭料缸的内部移动并实现挤压金属锂锭的挤压头。

优选的，所述锂锭料缸和所述熔融缸均为内部挖空的圆柱状，所述熔融缸的内径小于所述锂锭料缸的内径。

优选的，所述加热装置是螺旋状发热管，所述加热装置紧贴所述熔融缸的外壁。

优选的，所述挤出头的中部开设有矩形的出料通孔，所述出料通孔的一端与所述熔融缸连通，所述出料通孔的另一端与外部连通并位于所述电池隔膜的上方。

作为一种优选的技术方案，所述隔膜辊与所述成品辊之间设置有用于监测所述电池隔膜的进给速度的隔膜测速装置；

和/或，所述挤出头的下方并位于所述电池隔膜的上方设置有用于监测所述锂流体的挤出速度的挤出测速装置。

优选的，所述隔膜测速装置和所述挤出测速装置均为光感应传感器。

具体地，通过控制所述电池隔膜的进给速度和所述锂流体的挤出速度，可以实现控制和调节锂带的厚度，以制作不同厚度规格的锂带，满足不同客户的使用要求。

作为一种优选的技术方案，所述熔融缸的内部设置有过滤装置，避免未熔融的所述金属锂锭进入所述挤出头堵塞所述出料通孔，造成设备无法正常工作。

优选的，所述过滤装置是微米级过滤网。

作为一种优选的技术方案，所述挤出头的外侧套设有用于使所述锂流体保持熔融状态的保温装置。

优选的，所述保温装置是螺旋状发热管，所述保温装置紧贴所述挤出头的外壁。

作为一种优选的技术方案，所述隔膜辊与所述预冷装置之间设置有用于防止所述电池隔膜移动偏位的张紧装置，所述张紧装置包括位于所述电池隔膜的上方的可摆动的上压紧组件和位于所述电池隔膜的下方的可摆动的下托起组件，所述下托起组件位于所述上压紧组件远离所述隔膜辊的一侧。

优选的，所述上压紧组件包括固定设置的上转轴和可绕所述上转轴转动的上连接杆，所述上连接杆远离所述上转轴的一端可转动设置有与所述电池隔膜抵接的上滚轮，所述上连接杆的中部设置有使所述上压紧组件对所述电池隔膜产生压力的上张紧弹簧。

优选的，所述下托起组件包括固定设置的下转轴和可绕所述下转轴转动的下连接杆，所述下连接杆远离所述下转轴的一端可转动设置有与所述电池隔膜抵接的下滚轮，所述下连接杆的中部设置有使所述下托起组件对所述电池隔膜产生压力的下张紧弹簧。

作为一种优选的技术方案，所述预冷装置的外侧套设有用于减缓所述预冷装置与外部空气进行热交换的隔热装置；

和/或，所述终冷装置的外侧套设有用于减缓所述终冷装置与外部空气进行热交换的隔热装置。

本发明的有益效果为：提供一种超薄锂带的生产方法及生产设备，取代传统的滚压制作超薄锂带的生产方式，避免了滚压过程中的锂带变色、厚度均匀性不可控等问题，实现简单、高效、可靠地生产超薄锂带。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为实施例一所述的超薄锂带的生产设备的结构示意图；

图2为实施例二所述的超薄锂带的生产设备的结构示意图；

图3为实施例所述的超薄锂带的生产方法的流程图。

图1、图2中：

10、动力装置；101、活动端；102、挤压头；

11、锂锭料缸；

12、熔融缸；121、加热装置；122、过滤装置；

13、挤出头；131、保温装置；

14、隔膜辊；

15、成品辊；

16、张紧装置；161、上压紧组件；1611、上转轴；1612、上连接杆；1613、上滚轮；1614、上张紧弹簧；162、下托起组件；1621、下转轴；1622、下连接杆；1623、下滚轮；1624、下张紧弹簧；

17、预冷装置；18、终冷装置；19、隔热装置；20、隔膜测速装置；21、挤出测速装置；22、电池隔膜；23、锂带。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

如图3所示，一种超薄锂带的生产方法，包括以下步骤：

S01、预开启预冷装置17和终冷装置18：提前开启预冷装置17和终冷装置18，使预冷装置17和终冷装置18达到电池隔膜22降温所需要的设定温度；

S02、隔膜放卷：将电池隔膜22输送进入已达到所述设定温度的预冷装置17。

S10、预冷隔膜：通过预冷装置17预先将电池隔膜22的温度降低。

S11、锂锭上料：将固态的金属锂锭放入锂锭料缸11内；

S12、锂锭挤压：通过动力装置10将固态的金属锂锭挤压进入熔融缸12。

S20、熔融锂锭：通过加热装置121将金属锂锭的温度升高，使固态的金属锂锭变成熔融状的锂流体。

S21、过滤锂流体：通过过滤装置122筛选出熔融状的所述锂流体供步骤S30使用，同时使未变成熔融状的金属锂锭继续留在熔融缸12内升高温度。

S30、敷覆锂流体：将熔融状的所述锂流体敷覆在已经被预先冷却的电池隔膜22表面。

S40、终冷隔膜：通过终冷装置18将已经敷覆所述锂流体的电池隔膜22的温度再次降低，使所述锂流体凝固形成锂带23。

S41、锂带收卷：将已经凝固的锂带23卷绕在成品辊15上。

如图1所示，一种超薄锂带的生产设备，包括用于存储金属锂锭的锂锭料缸11，锂锭料缸11的顶部设置有用于挤压所述金属锂锭的动力装置10，动力装置10是液压缸。动力装置10具有活动端101，活动端101的一端插入锂锭料缸11的内部，活动端101位于锂锭料缸11的内部的一端固定设置有可在锂锭料缸11的内部移动并实现挤压金属锂锭的挤压头102。

锂锭料缸11的底部设置有外部套设有加热装置121的熔融缸12，锂锭料缸11和熔融缸12均为内部挖空的圆柱状，熔融缸12的内径小于锂锭料缸11的内径。加热装置121是螺旋状发热管，加热装置121紧贴熔融缸12的外壁。熔融缸12的内部设置有过滤装置122，过滤装置122是微米级过滤网，有效避免未熔融的所述金属锂锭进入挤出头13堵塞所述出料通孔。

熔融缸12的底部设置有用于挤出锂流体的挤出头13，挤出头13的中部开设有矩形的出料通孔，所述出料通孔的一端与熔融缸12连通，所述出料通孔的另一端与外部连通并位于电池隔膜22的上方。

挤出头13的下方并位于锂锭料缸11的两侧分别安装有隔膜辊14和成品辊15，隔膜辊14和成品辊15之间可移动设置有电池隔膜22，电池隔膜22预先卷绕在隔膜辊14上，制作完成后的锂带23卷绕在成品辊15上。

隔膜辊14与锂锭料缸11之间设置有用于冷却电池隔膜22的预冷装置17，预冷装置17的外侧套设有用于减缓预冷装置17与外部空气进行热交换的隔热装置19。锂锭料缸11与成品辊15之间设置有用于冷却敷覆锂流体后的电池隔膜22的终冷装置18，终冷装置18的外侧套设有用于减缓终冷装置18与外部空气进行热交换的隔热装置19。

隔膜辊14与预冷装置17之间设置有用于防止电池隔膜22移动偏位的张紧装置16，张紧装置16包括位于电池隔膜22的上方的可摆动的上压紧组件161和位于电池隔膜22的下方的可摆动的下托起组件162，下托起组件162位于上压紧组件161远离隔膜辊14的一侧。

上压紧组件161包括固定设置的上转轴1611和可绕上转轴1611转动的上连接杆1612，上连接杆1612远离上转轴1611的一端可转动设置有与电池隔膜22抵接的上滚轮1613，上连接杆1612的中部设置有使上压紧组件161对电池隔膜22产生压力的上张紧弹簧1614。

下托起组件162包括固定设置的下转轴1621和可绕下转轴1621转动的下连接杆1622，下连接杆1622远离下转轴1621的一端可转动设置有与电池隔膜22抵接的下滚轮1623，下连接杆1622的中部设置有使下托起组件162对电池隔膜22产生压力的下张紧弹簧1624。

隔膜辊14与成品辊15之间设置有用于监测电池隔膜22的进给速度的隔膜测速装置20，具体地，隔膜测速装置20安装在预冷装置17与挤出头13之间。挤出头13的下方并位于电池隔膜22的上方设置有用于监测所述锂流体的挤出速度的挤出测速装置21。隔膜测速装置20和挤出测速装置21均为光感应传感器。具体地，通过控制电池隔膜22的进给速度和所述锂流体的挤出速度，实现控制和调节锂带23的厚度，以制作不同厚度规格的锂带23，满足不同客户的使用要求。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于：

如图2所示，一种超薄锂带的生产设备，包括用于存储金属锂锭的锂锭料缸11，锂锭料缸11的顶部设置有用于挤压所述金属锂锭的动力装置10，动力装置10是气压缸。

熔融缸12的底部设置有用于挤出锂流体的挤出头13，挤出头13的中部开设有矩形的出料通孔，所述出料通孔的一端与熔融缸12连通，所述出料通孔的另一端与外部连通并位于电池隔膜22的上方。挤出头13的外侧套设有用于使所述锂流体保持熔融状态的保温装置131，保温装置131是螺旋状发热管，保温装置131紧贴挤出头13的外壁。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超薄锂带的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、预冷隔膜：通过预冷装置预先将电池隔膜的温度降低；

S20、熔融锂锭：通过加热装置将金属锂锭的温度升高，使固态的金属锂锭变成熔融状的锂流体；

S30、敷覆锂流体：将熔融状的所述锂流体敷覆在已经被预先冷却的所述电池隔膜表面；

S40、终冷隔膜：通过终冷装置将已经敷覆所述锂流体的所述电池隔膜的温度再次降低，使所述锂流体凝固形成锂带。

2.根据权利要求1所述的一种超薄锂带的生产方法，其特征在于，步骤S10之前还包括以下步骤：

S01、预开启预冷装置和终冷装置：提前开启预冷装置和终冷装置，使预冷装置和终冷装置达到电池隔膜降温所需要的设定温度；

S02、隔膜放卷：将所述电池隔膜输送进入已达到所述设定温度的所述预冷装置。

3.根据权利要求2所述的一种超薄锂带的生产方法，其特征在于，步骤S20之前还包括以下步骤：

S11、锂锭上料：将固态的金属锂锭放入锂锭料缸内；

S12、锂锭挤压：通过动力装置将固态的金属锂锭挤压进入熔融缸。

4.根据权利要求3所述的一种超薄锂带的生产方法，其特征在于，步骤S20与步骤S30之间还包括以下步骤：

S21、过滤锂流体：通过过滤装置筛选出熔融状的所述锂流体供步骤S30使用，同时使未变成熔融状的金属锂锭继续留在所述熔融缸内升高温度。

5.一种根据权利要求1所述的超薄锂带的生产设备，其特征在于，包括用于存储金属锂锭的锂锭料缸，所述锂锭料缸的顶部设置有用于挤压所述金属锂锭的动力装置，所述锂锭料缸的底部设置有外部套设有加热装置的熔融缸，所述熔融缸的底部设置有用于挤出锂流体的挤出头，所述挤出头的下方并位于所述锂锭料缸的两侧分别安装有隔膜辊和成品辊，所述隔膜辊和所述成品辊之间可移动设置有电池隔膜，所述隔膜辊与所述锂锭料缸之间设置有用于冷却所述电池隔膜的预冷装置，所述锂锭料缸与所述成品辊之间设置有用于冷却敷覆锂流体后的所述电池隔膜的终冷装置。

6.根据权利要求5所述的一种超薄锂带的生产设备，其特征在于，所述隔膜辊与所述成品辊之间设置有用于监测所述电池隔膜的进给速度的隔膜测速装置；

和/或，所述挤出头的下方并位于所述电池隔膜的上方设置有用于监测所述锂流体的挤出速度的挤出测速装置。

7.根据权利要求6所述的一种超薄锂带的生产设备，其特征在于，所述熔融缸的内部设置有过滤装置。

8.根据权利要求7所述的一种超薄锂带的生产设备，其特征在于，所述挤出头的外侧套设有用于使所述锂流体保持熔融状态的保温装置。

9.根据权利要求8所述的一种超薄锂带的生产设备，其特征在于，所述隔膜辊与所述预冷装置之间设置有用于防止所述电池隔膜移动偏位的张紧装置，所述张紧装置包括位于所述电池隔膜的上方的可摆动的上压紧组件和位于所述电池隔膜的下方的可摆动的下托起组件，所述下托起组件位于所述上压紧组件远离所述隔膜辊的一侧。

10.根据权利要求5至9任一项所述的一种超薄锂带的生产设备，其特征在于，所述预冷装置的外侧套设有用于减缓所述预冷装置与外部空气进行热交换的隔热装置；

和/或，所述终冷装置的外侧套设有用于减缓所述终冷装置与外部空气进行热交换的隔热装置。