CN114103386A - 锂带压延设备、锂铜双面复合设备及锂铜双面复合方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及锂带压延设备、锂铜双面复合设备及锂铜双面复合方法，锂带压延设备包括安装板，安装板上依次安装有锂带放卷辊、压延辊组和锂带收卷辊，安装板上安装有牵引膜放卷辊和将牵引膜贴合在锂带上的导向辊。锂铜双面复合设备包括锂带压延设备，安装板上依次设有铜箔放卷辊、复合放卷辊、复合辊组、复合收卷辊和牵引膜收卷辊。锂铜双面复合方法：将锂带压延减薄，压延时上压延辊和下压延辊均采用保护膜进行保护，压延后于锂带上复一层牵引膜，然后收卷；将锂带和铜箔进行双面复合，复合后去除牵引膜再收卷。本申请中的锂铜双面复合方法采用先对锂带压延减薄后复合的方式，可降低锂带发生变形的可能性，同时借助牵引膜可降低锂带粘附辊的可能性。

Description

锂带压延设备、锂铜双面复合设备及锂铜双面复合方法

技术领域

本申请涉及金属带复合的领域，尤其是涉及锂带压延设备、锂铜双面复合设备及锂铜双面复合方法。

背景技术

随着电动自行车、新能源电动车以及数码电子器件领域的快速发展，锂电池的应用越来越广泛，锂电池是依靠锂离子在正负极之间的嵌入和脱出实现能量的存储和释放。锂电池中负极所用的材料传统的主要是石油焦炭和石墨，随着人们对能量密度要求的提高，具有高比容量的金属锂逐渐成为具有前景的锂电池负极材料。

虽然金属锂作为负极材料具有诸多优点，但在循环过程中容易出现枝晶锂、锂嵌入和脱出时体积变化较大等问题，为此，目前出现了锂铜复合材料以改善上前述问题。锂带铜箔的复合主要通过挤压的方式进行复合，利用辊的机械压力，将铜箔嵌入锂金属中，从而形成稳定的锂金属负极。

在实际复合操作中，发明人发现，直接将锂带和铜箔利用辊挤压进行复合，经常会出现锂带发生变形、甚至粘附辊的现象，为此，如何更好的复合锂带铜箔是目前需要解决的问题。

发明内容

为了解决锂带发生变形、甚至粘附辊的问题，本申请提供锂带压延设备、锂铜双面复合设备及锂铜双面复合方法。

第一方面，本申请提供锂带压延设备，采用如下的技术方案：

锂带压延设备，包括安装板，所述安装板上依次安装有锂带放卷辊、压延辊组和锂带收卷辊，所述安装板上于锂带收卷辊的一侧安装有牵引膜放卷辊，所述安装板上安装有将牵引膜贴合在锂带上的若干导向辊。

通过采用上述技术方案，利用压延辊组将锂带进行压延减薄，降低锂带在与铜箔复合时，锂带受压而产生变形的可能性，同时，将牵引膜覆在锂带上，以降低发生锂带粘附辊的情况，从而使锂带与铜箔能够更好的复合。

可选的，所述压延辊组包括上压延辊和下压延辊，所述安装板上安装有位于上压延辊上方的上保护膜放卷辊和上保护膜收卷辊，所述安装板上安装有位于下压延辊下方的下保护膜放卷辊和下保护膜收卷辊，保护膜由上压延辊和下压延辊之间穿过。

通过采用上述技术方案，在对锂带压延减薄时，在上压延辊和下压延辊之间，上保护膜放卷辊放卷的保护膜从锂带上方穿过以隔离上压延辊和锂带，下保护膜放卷辊放卷的保护膜从锂带下方穿过以隔离下压延辊和锂带，从而可降低锂带粘附上压延辊或下压延辊的情况发生。

可选的，所述安装板上设有位于锂带放卷辊和压延辊组之间的纠偏机构，所述纠偏机构包括设于安装板上的承托板，所述承托板上安装有承托框，所述承托框内设有纠偏辊，承托框上设有用于检测锂带边缘的红外传感器，所述红外传感器连接有位于承托框上的控制器；

安装板上安装有转动电机，所述转动电机的输出轴连接于承托框，转动电机连接于控制器。

通过采用上述技术方案，当锂带的输送方向发生偏转时，红外传感器产生信号并将信号传递给控制器，控制器控制转动电机启动以转动承托框，从而使纠偏辊发生偏转，给与锂带偏转的作用力，从而可纠正锂带的输送方向。

可选的，所述安装板上于锂带放卷辊和压延辊组之间设有张力检测机构。

通过采用上述技术方案，利用张力检测机构检测锂带在运行中的张力，以便于工作人员控制锂带的放卷，降低锂带因张力过大或过小而影响设备对锂带的压延减薄。

第二方面，本申请提供锂铜双面复合设备，采用如下的技术方案：

锂铜双面复合设备，包括锂带压延设备，安装板上依次设有铜箔放卷辊、复合放卷辊、复合辊组、复合收卷辊和牵引膜收卷辊；

铜箔放卷辊用于放卷铜箔,复合放卷辊用于放卷压延后的锂带，复合辊组用于复合锂带和铜箔,复合收卷辊用于收卷复合后的成品,牵引膜收卷辊用于收卷锂带上的牵引膜。

通过采用上述技术方案，压延减薄后的锂带经复合放卷辊放卷，利用复合辊组对锂带和铜箔进行复合，从而可降低锂带因复合辊组的挤压而产生变形的可能性，同时，锂带上的牵引膜可隔离锂带和复合辊组，降低了锂带粘附辊的可能性，使得锂带和铜箔能够更好的复合。

可选的，所述安装板上安装有与铜箔放卷辊、复合放卷辊一一配合使用的纠偏机构。

通过采用上述技术方案，利用纠偏机构对铜箔和锂带的输送方向进行纠偏，使得铜箔和锂带能够精准的复合。

可选的，所述安装板上安装有与铜箔放卷辊、复合放卷辊一一配合使用的张力检测机构。

通过采用上述技术方案，便于工作人员通过张力检测机构的检测以调整铜箔放卷辊和复合放卷辊的放卷速度，降低锂带和铜箔在复合时产生空隙或产生变形的可能性。

可选的，所述安装板上安装有与铜箔放卷辊、复合放卷辊一一配合使用的无料检测机构，所述无料检测机构包括设于安装板上的安装杆，所述安装杆上安装有红外线发射器和红外线接收器，铜箔和锂带分别从对应的红外线发射器和红外线接收器之间穿过。

通过采用上述技术方案，便于工作人员及时更换新的铜箔和锂带。

可选的，所述安装板上于复合收卷辊的一侧设有长度计米器。

通过采用上述技术方案，以确保每卷成品均具有一定的长度。

第三方面，本申请提供锂铜双面复合方法，采用如下的技术方案：

锂铜双面复合方法，采用锂铜双面复合设备将锂带和铜箔进行双面复合，具体包括以下步骤：

锂带压延：将锂带进行压延减薄，压延时上压延辊和下压延辊均采用保护膜进行保护，压延后于锂带上复一层牵引膜，然后进行收卷；

锂铜双面复合：将锂带和铜箔进行双面复合，复合后去除牵引膜再进行收卷。

通过采用上述技术方案，先对锂带进行压延减薄，以降低锂带在与铜箔复合时,因具有一定厚度而容易发生较大的变形进而影响与铜箔的复合效果的可能性；同时，在锂带上复上牵引膜，可将锂带和辊之间相互隔离，从而降低发生锂带粘附辊的情况。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请先利用锂带压延设备对锂带进行压延减薄，以降低锂带在受到挤压时因自身的厚度而发生较大的变形的可能性，使得锂带能够更好的与铜箔进行复合；同时，借助牵引膜隔离锂带和辊，可降低锂带粘附辊的可能性，从而能够更好的达到复合锂带和铜箔的效果；

2.本申请采用对锂带压延减薄、利用牵引膜隔离锂带和辊的方法进行复合锂带和铜箔，可有效降低锂带发生变形和锂带粘附辊的情况发生，有效提高了锂带铜箔的复合效果。

附图说明

图1是锂带压延设备的整体结构示意图。

图2是锂带压延设备中锂带的输送示意图。

图3是锂带压延设备中锂带放卷辊、张力检测机构、纠偏机构的位置关系图。

图4是锂带压延设备中张力检测机构和纠偏机构的具体结构示意图。

图5是锂带压延设备中压延辊组的结构示意图。

图6是锂铜双面复合设备的整体结构示意图。

图7是锂铜双面复合设备中锂带和铜箔的输送示意图。

图8是锂铜双面复合设备中无料检测机构的具体结构示意图。

附图标记说明：1、安装板；11、锂带放卷辊；12、锂带收卷辊；13、上保护膜放卷辊；14、上保护膜收卷辊；15、下保护膜放卷辊；16、下保护膜收卷辊；17、导向辊；18、牵引膜放卷辊；2、压延辊组；21、支撑板；211、滑移槽；212、压力传感器；22、支撑杆；23、上压延辊；231、滑移块；24、下压延辊；241、定位块；25、气缸；26、发射端；27、接收端；3、张力检测机构；31、安装框；32、检测辊；33、张力检测器；4、纠偏机构；41、承托板；42、转动电机；43、承托框；44、纠偏辊；45、红外传感器；451、红外发射器；452、红外接收器；46、控制器；5、铜箔放卷辊；51、复合放卷辊；52、复合收卷辊；53、牵引膜收卷辊；54、防护膜放卷辊；55、按压辊；6、无料检测机构；61、安装杆；62、红外线发射器；63、红外线接收器；7、复合辊组；8、长度计米器。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开锂带压延设备。参照图1和图2，锂带压延设备包括安装板1，安装板1上依次安装有卷绕有锂带的锂带放卷辊11、两组对锂带进行压延减薄的压延辊组2和收卷压延减薄后的锂带的锂带收卷辊12，锂带经锂带放卷辊11放卷后，进入压延辊组2中，在压延辊组2的挤压下，锂带被压薄，然后经锂带收卷辊12收卷。安装板1的另一侧面设置若干对应的电机，以分别驱动锂带收卷辊12和锂带放卷辊11转动。

参照图3和图4，在锂带放卷辊11和压延辊组2之间依次设置有张力检测机构3和纠偏机构4，张力检测机构3包括设于安装板1上的安装框31，安装框31上设有可转动的检测辊32，且检测辊32的两端连接有位于安装框31上的张力检测器33，张力检测器33和驱动锂带放卷辊11转动的电机共同连接于PLC控制器。利用张力检测器33进行检测锂带放卷后的张力，当张力过大或过小而影响后续对锂带的压延减薄时，PLC控制器可根据张力检测器33检测的结果控制锂带放卷辊11的放卷。

纠偏机构4包括设于安装板1上的承托板41，承托板41上安装有转动电机42，转动电机42的输出轴上安装有承托框43，利用转动电机42可带动承托框43转动。承托框43内通过轴承安装有两根纠偏辊44，锂带从两根纠偏辊44上方穿过。承托框43上安装有红外传感器45，红外传感器45包括红外发射器451和红外接收器452，锂带的边缘自红外发射器451和红外接收器452之间穿过。

承托框43上还设有控制器46，转动电机42和红外传感器45均连接于控制器46。当锂带的传送方向发生偏转时，红外传感器45产生信号并传递给控制器46，控制器46控制转动电机42启动以转动承托框43，从而使纠偏辊44发生偏转，偏转后的纠偏辊44给与锂带发生偏转的作用力，使得锂带的输送方向发生偏转，从而达到纠偏的目的。为了更好的输送锂带，安装板1上于张力检测机构3的两侧和纠偏机构4两侧均设有导向辊17。

参照图3和图5，压延辊组2包括两块支撑板21，两块支撑板21之间通过支撑杆22连接，其中一块支撑板21设于安装板1上，两块支撑板21之间安装有上压延辊23和下压延辊24，下压延辊24的转动同样是通过设于安装板1上的电机驱动。支撑板21开有滑移槽211,下压延辊24的两端均设有位于滑移槽211内的定位块241，上压延辊23的两端均设有位于滑移槽211内的滑移块231，支撑板21上安装有气缸25，气缸25的输出轴连接于滑移块231，利用气缸25可驱动上压延辊23移动，从而可调节上压延辊23和下压延辊24之间的距离，以使上压延辊23和下压延辊24更好的挤压锂带。

为了确保上压延辊23和下压延辊24能够以特定压力进行挤压锂带，支撑板21上设有位于滑移槽211底部的压力传感器212，且定位块241位于压力传感器212上，以使压力传感器212能够检测到上压延辊23给与下压延辊24的压力，即锂带受到的压力。同时，支撑板21上设有位移传感器，位移传感器包括设于滑移块231上的发射端26和设于定位块241上的接收端27，位移传感器和压力传感器212均连接于PLC控制器。当上压延辊23和下压延辊24挤压锂带时，压力传感器212检测到压力并传递给PLC控制器，PLC控制器可控制气缸25带动滑移块231移动，从而调节上压延辊23对锂带施加的压力，同时，位移传感器记录上压延辊23的移动距离，以便于工作人员在后续的操作中，可直接将上压延辊23下移特定的距离。

参照图2，安装板1上设有位于上压延辊23上方的上保护膜放卷辊13和上保护膜收卷辊14，上保护膜放卷辊13上卷绕有保护膜，且保护膜经上保护膜放卷辊13放卷后自上压延辊23和下压延辊24之间穿过，然后再由上保护膜收卷辊14进行收卷。对应的，安装板1上设有位于下压延辊24下方的下保护膜放卷辊15和下保护膜收卷辊16，下保护膜放卷辊15上卷绕有保护膜，且保护膜经下保护膜放卷辊15放卷后自上压延辊23和下压延辊24之间穿过，然后由下保护膜收卷辊16进行收卷。对锂带进行压延时，锂带从两层保护膜之间穿过，利用保护膜隔离锂带与上压延辊23和下压延辊24，从而降低了锂带粘附辊的可能性。

为了使保护膜能够准确的穿过上压延辊23和下压延辊24，同时为了保证保护膜以一定的张力进入传送，安装板1上在上保护膜放卷辊13与压延辊组2之间、上保护膜放卷辊13与压延辊组2之间、下保护膜放卷辊15与压延辊组2之间和下保护膜放卷辊15与压延辊组2之间均设有同样的前述中的张力检测机构3和纠偏机构4，以使保护膜能够更好的隔离锂带、上压延辊23和下压延辊24。

参照图2，安装板1上于锂带收卷辊12的一侧还设有两根配合使用的导向辊17，压延减薄后的锂带自两根导向辊17之间穿过。安装板1上还设有卷绕有牵引膜的牵引膜放卷辊18，锂带收卷辊12在收卷压延减薄后的锂带时，牵引膜被牵引膜放卷辊18放卷并自两根导向辊17之间穿过，使得牵引膜能够复在锂带的表面，从而降低收卷后的锂带发生层与层之间相互粘连的情况。

本申请实施例锂带压延设备的实施原理为：锂带放卷辊11上的锂带经放卷后进入上压延辊23和下压延辊24之间，上压延辊23和下压延辊24对锂带进行压延减薄，同时利用保护膜进行隔离锂带、上压延辊23和下压延辊24，降低锂带粘附辊的可能性；在锂带上复上牵引膜之后再进行收卷，可降低锂带被收卷后层与层之间发生粘连的可能性，从而可降低锂带发生损坏的可能性。

本申请实施例还公开锂铜双面复合设备。参照图6和图7，锂铜双面复合设备包括实施例1中的锂带压延设备，另外，安装板1上依次设有放卷铜箔的铜箔放卷辊5、放卷压延减薄后的锂带的复合放卷辊51、两组对锂带和铜箔复合的复合辊组7和收卷复合后的成品的复合收卷辊52，复合辊组7和锂带压延设备中的压延辊组2结构相同。铜箔放卷辊5、复合放卷辊51和复合收卷辊52均通过设于安装板1上的电机进行驱动转动，复合放卷辊51设有两根，两根复合放卷辊51分别位于铜箔放卷辊5的上下两侧，以形成锂带-铜箔-锂带的复合成品，除此之外，在其他实施方式中，也可根据实际需要调整复合放卷辊51和铜箔放卷辊5的位置，以形成不同种类的复合成品。

参照图7，为了使锂带和铜箔能够精准的进入复合辊组7中进行复合，安装板1上于复合放卷辊51的一侧和铜箔放卷辊5的一侧均设有锂带压延设备中所用的张力检测机构3和纠偏机构4，以使锂带和铜箔能够精准的复合。

参照图7和图8，为了便于工作人员及时更换铜箔和锂带，在安装板1上于复合放卷辊51的一侧和铜箔放卷辊5的一侧均设有无料检测机构6，无料检测机构6连接于PLC控制器。无料检测机构6包括设于安装板1上的安装杆61，安装杆61上设有红外线发射器62和红外线接收器63，锂带和铜箔经放卷后分别从对应的红外线发射器62和红外线接收器63之间穿过。当锂带和铜箔用完之后，无料检测机构6检测到无料，可将信号传递给PLC控制器，PLC控制器可发出警报，如控制报警器报警，以提醒工作人员上料。

参照图7，安装板1上设有两根牵引膜收卷辊53，同样，牵引膜收卷辊53的转动由设置在安装板1上的电机进行驱动，利用牵引膜收卷辊53收卷压延减薄后的锂带表面的牵引膜，以降低牵引膜对锂带和铜箔的复合产生影响。复合完成后，可根据实际需要，在成品表面复上保护膜，具体的，可在安装板1上安装防护膜放卷辊54和两根配合使用的按压辊55，放卷后的保护膜和复合后的成品均从两根按压辊55之间穿过，利用按压辊55的按压可将保护膜复在成品的表面，然后再由复合收卷辊52进行收卷。

安装板1上于复合收卷辊52的一侧设有长度计米器8，以确保每卷成品均具有一定的长度。同时，可根据实际需要，在安装板1上于复合收卷辊52的一侧设置静电消除器，以消除复合后的产品上的静电。

本申请实施例锂铜双面复合设备的实施原理为：锂带和铜箔在复合之前，先利用锂带压延设备对锂带进行压延减薄，以降低锂带因具有一定的厚度而在挤压下发生变形的可能性，同时在锂带上复上牵引膜，以降低锂带粘附辊的可能性；然后再对锂带和铜箔进行复合，从而可确保锂带和铜箔的有效复合，确保了复合质量。

本申请实施例还公开锂铜双面复合方法。锂铜双面复合方法采用实施例2中的锂铜双面复合设备对锂带和铜箔进行双面复合，具体包括以下步骤：

锂带压延：将锂带进行压延减薄，利用多组压延辊组2进行多组逐级压延，压延时上压延辊23和下压延辊24均采用保护膜进行保护，压延后于锂带上复一层牵引膜，然后进行收卷；

锂铜双面复合：将锂带和铜箔进行双面复合，形成锂带-铜箔-锂带的复合成品，复合后去除锂带表面上的牵引膜再进行收卷。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.锂带压延设备，其特征在于：包括安装板(1)，所述安装板(1)上依次安装有锂带放卷辊(11)、压延辊组(2)和锂带收卷辊(12)，所述安装板(1)上于锂带收卷辊(12)的一侧安装有牵引膜放卷辊(18)，所述安装板(1)上安装有将牵引膜贴合在锂带上的若干导向辊(17)。

2.根据权利要求1所述的锂带压延设备，其特征在于：所述压延辊组(2)包括上压延辊(23)和下压延辊(24)，所述安装板(1)上安装有位于上压延辊(23)上方的上保护膜放卷辊(13)和上保护膜收卷辊(14)，所述安装板(1)上安装有位于下压延辊(24)下方的下保护膜放卷辊(15)和下保护膜收卷辊(16)，保护膜由上压延辊(23)和下压延辊(24)之间穿过。

3.根据权利要求1所述的锂带压延设备，其特征在于：所述安装板(1)上设有位于锂带放卷辊(11)和压延辊组(2)之间的纠偏机构(4)，所述纠偏机构(4)包括设于安装板(1)上的承托板(41)，所述承托板(41)上安装有承托框(43)，所述承托框(43)内设有纠偏辊(44)，承托框(43)上设有用于检测锂带边缘的红外传感器(45)，所述红外传感器(45)连接有位于承托框(43)上的控制器(46)；

安装板(1)上安装有转动电机(42)，所述转动电机(42)的输出轴连接于承托框(43)，转动电机(42)连接于控制器(46)。

4.根据权利要求1所述的锂带压延设备，其特征在于：所述安装板(1)上于锂带放卷辊(11)和压延辊组(2)之间设有张力检测机构(3)。

5.锂铜双面复合设备，其特征在于：包括权利要求1-4任一项所述的锂带压延设备，安装板(1)上依次设有铜箔放卷辊(5)、复合放卷辊(51)、复合辊组(7)、复合收卷辊(52)和牵引膜收卷辊(53)；

铜箔放卷辊(5)用于放卷铜箔,复合放卷辊(51)用于放卷压延后的锂带，复合辊组(7)用于复合锂带和铜箔,复合收卷辊(52)用于收卷复合后的成品,牵引膜收卷辊(53)用于收卷锂带上的牵引膜。

6.根据权利要求5所述的锂铜双面复合设备，其特征在于：所述安装板(1)上安装有与铜箔放卷辊(5)、复合放卷辊(51)一一配合使用的纠偏机构(4)。

7.根据权利要求5所述的锂铜双面复合设备，其特征在于：所述安装板(1)上安装有与铜箔放卷辊(5)、复合放卷辊(51)一一配合使用的张力检测机构(3)。

8.根据权利要求5所述的锂铜双面复合设备，其特征在于：所述安装板(1)上安装有与铜箔放卷辊(5)、复合放卷辊(51)一一配合使用的无料检测机构(6)，所述无料检测机构(6)包括设于安装板(1)上的安装杆(61)，所述安装杆(61)上安装有红外线发射器(62)和红外线接收器(63)，铜箔和锂带分别从对应的红外线发射器(62)和红外线接收器(63)之间穿过。

9.根据权利要求5所述的锂铜双面复合设备，其特征在于：所述安装板(1)上于复合收卷辊(52)的一侧设有长度计米器(8)。

10.锂铜双面复合方法，其特征在于：采用权利要求5-9任一项所述的锂铜双面复合设备将锂带和铜箔进行双面复合，具体包括以下步骤：

锂带压延：将锂带进行压延减薄，压延时上压延辊(23)和下压延辊(24)均采用保护膜进行保护，压延后于锂带上复一层牵引膜，然后进行收卷；

锂铜双面复合：将锂带和铜箔进行双面复合，复合后去除牵引膜再进行收卷。

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