CN107052047A - 一种超薄金属锂带的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超薄金属锂带的生产方法，采用以下步骤：1)在基材表面涂布润滑剂；2)轧制；3)切边；4)对锂带表面油污进行清洗；5)对锂带进行风干并清除表面杂质。本发明采用轧制工艺，轧制前对基材进行表面处理，轧制后进行清洗和风干，获得的超薄金属锂电极带厚度可达0.02mm及以下，主要应用于高容量的二次电池，例如：锂硫电池、锂空气电池、锂负极全固态电池、锂聚合物电池以及其它以锂为负极的二次电池等，可以实现自动成卷生产，也可以进行小批量成片生产，能够极大地提高生产效率，很好地保证产品质量，为高容量锂离子二次电池的研发及后续生产奠定基础。
Description
技术领域
本发明属于锂离子二次电池领域，特别涉及一种超薄金属锂带的生产方法。
背景技术
近年来，随着智能手机、平板电脑、电动汽车等电器产品对高能量密度化学电源的需求，对锂离子二次电池的比容量要求也越来越大。但是现有的锂离子二次电池因受材料限制，比容量发展空间有限，因此，急需研究高容量的电池材料。又由于金属锂质量轻，理论比容量大(3860mAh/g)，电极电势低(-3.045V)，作为高容量电池负极材料具有很多优势，因此目前国内外的很多科研院所和大专院校开始转向以锂为负极的二次电池的研究，例如：锂硫电池、锂空电池、锂全固态电池、锂聚合物电池以及其它以锂为负极的二次电池。为了满足客户对锂负极的需求，各种超薄金属锂带应运而生。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种超薄金属锂带的生产方法，采用该方法可以提高生产效率，保证产品质量。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种超薄金属锂带的生产方法，采用以下步骤：1)在基材表面涂布润滑剂；2)轧制；3)切边；4)对锂带表面油污进行清洗；5)对锂带进行风干并清除表面杂质。
在实施所述步骤1)之前，对所述基材依序进行矫平、纠偏和放卷张力调节。
在完成所述步骤2)之后实施所述步骤3)之前，对所述锂带进行切边张力调节。
在完成所述步骤5)之后，对所述锂带依序进行收卷张力调节、纠偏和收卷。
所述步骤5)中的风干方法为：先采用冷风干燥，再采用热风干燥，然后再采用冷风干燥。
所述步骤1)，采用雾化喷嘴对所述基材的上表面和下表面进行喷涂。
所述步骤4)，将所述锂带浸入清洗剂中进行清洗。
所述步骤4)中的所述清洗剂为易挥发有机溶剂。
所述步骤1)中的所述润滑剂为无水油类和无水脂类。
该生产方法采用超薄金属锂带生产线实施，所述超薄金属锂带生产线依次设有放卷装置、矫平装置、放卷纠偏装置、放卷张力控制装置、润滑剂喷涂箱、轧机、切边张力控制装置、切边器、清洗箱、冷风干燥箱Ⅰ、热风干燥箱、冷风干燥箱Ⅱ、收卷张力控制、收卷纠偏装置和收卷装置。
本发明具有的优点和积极效果是：采用轧制工艺，轧制前对基材进行表面处理，轧制后进行清洗和风干，获得的超薄金属锂电极带厚度可达0.02mm及以下，主要应用于高容量的二次电池，例如：锂硫电池、锂空气电池、锂负极全固态电池、锂聚合物电池以及其它以锂为负极的二次电池等，可以实现自动成卷生产，也可以进行小批量成片生产，能够极大地提高生产效率，很好地保证产品质量，为高容量锂离子二次电池的研发及后续生产奠定基础。
附图说明
图1为实施本发明的超薄金属锂带生产线的结构示意图。
图中：1、放卷装置，2、矫平装置，3、放卷纠偏装置，4、放卷张力控制装置，5、润滑剂喷涂箱，5-1、上表面雾化喷嘴，5-2、下表面雾化喷嘴，5-3、集油槽，5-4、导辊Ⅰ，6、轧机，7、切边张力控制装置，8、切边器，9、清洗箱，9-1、导辊Ⅱ，9-2、清洗槽，10、冷风干燥箱Ⅰ，11、热风干燥箱，12、冷风干燥箱Ⅱ，13、收卷张力控制装置，14、收卷纠偏装置，15、收卷装置，16、箱体Ⅲ，17、导辊Ⅲ，18、出风口，19、进风口，20、风干喷嘴。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1，一种超薄金属锂带的生产方法，采用以下步骤：1)在基材表面涂布润滑剂，对基材表面进行处理，以避免轧制时与轧辊粘连。基材的厚度可以为0.1mm。
2)轧制。
3)切边。
4)对锂带表面油污进行清洗。
5)对锂带进行风干并清除表面杂质，获得超薄金属锂带。
上述生产方法对环境的相对湿度要求比较严格，以1％以下为宜。轧制后对锂带进行清洗吹干，以保证金属锂带表面无油污等杂质。上述超薄金属锂带包括金属锂带、锂铝合金带、锂硅合金带和锂镁合金带等。
在本实施例中，在实施所述步骤1)之前，对所述基材依序进行矫平、纠偏和放卷张力调节。在完成所述步骤2)之后实施所述步骤3)之前，对所述锂带进行切边张力调节。在完成所述步骤5)之后，对所述锂带依序进行收卷张力调节、纠偏和收卷。所述步骤5)中的风干方法为：先采用冷风干燥，再采用热风干燥，然后再采用冷风干燥。所述步骤1)，采用雾化喷嘴对所述基材的上表面和下表面进行喷涂。所述步骤4)，将所述锂带浸入清洗剂中进行清洗。所述步骤4)中的所述清洗剂为易挥发有机溶剂。所述步骤1)中的所述润滑剂为无水油类和无水脂类。
请参阅图1，上述生产方法采用超薄金属锂带生产线实施，所述超薄金属锂带生产线依次设有放卷装置1、矫平装置2、放卷纠偏装置3、放卷张力控制装置4、润滑剂喷涂箱5、轧机6、切边张力控制装置7、切边器8、清洗箱9、冷风干燥箱Ⅰ10、热风干燥箱11、冷风干燥箱Ⅱ12、收卷张力控制装置13、收卷纠偏装置14和收卷装置15。
上述润滑剂喷涂箱5包括箱体Ⅰ，在箱体Ⅰ内安装有导辊Ⅰ5-4、上表面雾化喷嘴5-1、下表面雾化喷嘴5-2和集油槽5-3。上述轧机6采用四辊轧机。上述清洗箱9包括箱体Ⅱ，在所述箱体Ⅱ内安装有导辊Ⅱ9-1和清洗槽9-2。上述冷风干燥箱Ⅰ10、热风干燥箱11和冷风干燥箱Ⅱ12的结构相同，均包括箱体Ⅲ16，在所述箱体Ⅲ16上设有进风口18和出风口19，在所述箱体Ⅲ16内安装有导辊Ⅲ17和风干喷嘴20，在锂带的上表面上方和下表面下方均设有所述风干喷嘴20，且所述风干喷嘴20的位置可调。
上述超薄金属锂带生产线的工作过程为：
将成卷基材放到放卷装置1上，打开放卷装置1上的基材卷盘，基材经过矫平装置2进行平整，经过纠偏装置3进行左右两侧定位，经过放卷张力控制装置4进行放卷张力设定及控制，再进入润滑剂喷涂箱5。在润滑剂喷涂箱5中，上表面雾化喷嘴5-1和下表面雾化喷嘴5-2将微量润滑油雾化并均匀喷涂至基材带表面，形成润滑油薄膜，防止基材带在轧制过程中与轧辊粘连。之后经导辊Ⅰ5-4进入轧机6进行轧制。轧制后进入切边张力控制装置7和切边器8，切边张力控制装置7控制切边器8的切边张力，切边器8切下的废边经真空吸纳排出并卷绕收集。切边后的锂带进入清洗箱9，浸入清洗槽9-2的清洗液中，清洗液使用不与金属锂反应的易挥发有机清洗溶液。然后锂带依次进入冷风干燥箱Ⅰ10、热风干燥箱11和冷风干燥箱Ⅱ12，热风、冷风经风干喷嘴20吹向锂带表面，使有机清洗液挥发并使锂带降温，得到干燥清洁的超薄金属锂带。超薄金属锂带进入收卷张力控制装置13，控制收卷卷绕张力，然后经收卷纠偏装置14控制左右定置，使锂带整齐地卷绕在收卷装置15上，得到锂带卷盘。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超薄金属锂带的生产方法，其特征在于，采用以下步骤：
1)在基材表面涂布润滑剂；
2)轧制；
3)切边；
4)对锂带表面油污进行清洗；
5)对锂带进行风干并清除表面杂质。
2.根据权利要求1所述的超薄金属锂带的生产方法，其特征在于，在实施所述步骤1)之前，对所述基材依序进行矫平、纠偏和放卷张力调节。
3.根据权利要求1所述的超薄金属锂带的生产方法，其特征在于，在完成所述步骤2)之后实施所述步骤3)之前，对所述锂带进行切边张力调节。
4.根据权利要求1所述的超薄金属锂带的生产方法，其特征在于，在完成所述步骤5)之后，对所述锂带依序进行收卷张力调节、纠偏和收卷。
5.根据权利要求1所述的超薄金属锂带的生产方法，其特征在于，所述步骤5)中的风干方法为：先采用冷风干燥，再采用热风干燥，然后再采用冷风干燥。
6.根据权利要求1所述的超薄金属锂带的生产方法，其特征在于，所述步骤1)，采用雾化喷嘴对所述基材的上表面和下表面进行喷涂。
7.根据权利要求1所述的超薄金属锂带的生产方法，其特征在于，所述步骤4)，将所述锂带浸入清洗剂中进行清洗。
8.根据权利要求7所述的超薄金属锂带的生产方法，其特征在于，所述步骤4)中的所述清洗剂为易挥发有机溶剂。
9.根据权利要求1所述的超薄金属锂带的生产方法，其特征在于，所述步骤1)中的所述润滑剂为无水油类和无水脂类。
10.根据权利要求1所述的超薄金属锂带的生产方法，其特征在于，该生产方法采用超薄金属锂带生产线实施，所述超薄金属锂带生产线依次设有放卷装置、矫平装置、放卷纠偏装置、放卷张力控制装置、润滑剂喷涂箱、轧机、切边张力控制装置、切边器、清洗箱、冷风干燥箱Ⅰ、热风干燥箱、冷风干燥箱Ⅱ、收卷张力控制、收卷纠偏装置和收卷装置。
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