CN114752884A - 一种锂离子电池改性合金铜箔试验装置 - Google Patents

一种锂离子电池改性合金铜箔试验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种锂离子电池改性合金铜箔试验装置，包括试验台和电火花工作机，所述试验台上方设置有安装架，所述安装架上固定安装有移动驱动机构，所述移动驱动机构底端安装有石墨棒，以所述石墨棒作为电火花工作机的导电电极A；所述试验台顶端固定安装有升降件，所述升降件顶端与所述安装架底端固定连接；所述试验台上固定安装有铜箔固定件，所述铜箔固定件用于固定铜箔，以所述铜箔作为电火花工作机的导电电极B，所述石墨棒与所述铜箔对应设置。本发明提供的锂离子电池改性合金铜箔试验装置，操作简单，操作所需要的条件更少，工作环境比较随意，制备过程无危险性，对人体无害，对环境无污染。

Description

一种锂离子电池改性合金铜箔试验装置
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池改性合金铜箔试验装置。
背景技术
铜箔是电子产品和电气工业的重要材料，广泛应用于层压板、印刷线路板的生产制造，随着铜箔生产工艺技术的成熟和产品性能的改善，进而又用作锂离子电池的负极集流体材料，是电子制造行业的功能性基础原料。
目前铜箔在锂离子电池使用中，充当负极活性载体，又充当电子收集与传导体，要求铜箔具有高可靠性、高导电性、高导热性。这就需要在生产过程中所制造出的铜箔的物理化学性能极佳，对后期处理提出了更高的要求。
铜箔的亲水性与本身的资质结构及表面粗糙相关，直接影响到与负极活性物质的接触能力、附着能力、电极制作过程和电极质量，电解铜箔对负极活性物质必须具备较好的粘结强度，以便均匀的涂覆负极活性物质而不脱落，否则会影响到电池内阻和循环使用的寿命，所以，要求铜箔表面有一定的粗糙程度。因此，亟需一种锂离子电池改性合金铜箔试验装置，利用该装置对铜箔进行改性处理，以便于研究改性处理后的铜箔的物理化学性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂离子电池改性合金铜箔试验装置，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种锂离子电池改性合金铜箔试验装置，包括试验台和电火花工作机，所述试验台上方设置有安装架，所述安装架上固定安装有移动驱动机构，所述移动驱动机构底端安装有石墨棒，以所述石墨棒作为电火花工作机的导电电极A；所述试验台顶端固定安装有升降件，所述升降件顶端与所述安装架底端固定连接；所述试验台上固定安装有铜箔固定件，所述铜箔固定件用于固定铜箔，以所述铜箔作为电火花工作机的导电电极B，所述石墨棒与所述铜箔对应设置。
优选的，所述移动驱动机构包括固定安装在所述安装架上的移动驱动部，所述移动驱动部底端固定安装有往复驱动部，所述移动驱动部与所述往复驱动部传动配合，所述石墨棒可拆卸安装在所述往复驱动部底端。
优选的，所述移动驱动部包括固定安装在所述安装架上的电机，所述电机的输出轴上固定连接有丝杆，所述丝杆末端与所述安装架转动连接，所述丝杆上套设有滑块，所述滑块与所述丝杆螺纹配合；所述安装架底端转动连接有导向杆，所述滑块滑动套设在所述导向杆上；所述滑块靠近所述导向杆的一端开设有安装槽，所述安装槽内设置有第一传动轮，所述第一传动轮滑动套设在所述导向杆上，所述导向杆沿轴线方向开设有限位槽，所述第一传动轮内壁上末端连接有限位块，所述第一传动轮与所述导向杆通过所述限位块、限位槽限位配合；所述丝杆靠近所述电机的一端固定套设有第一齿轮，所述导向杆靠近所述电机的一端固定套设有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合；所述滑块靠近所述安装槽的一端安装有驱动件，所述第一传动轮通过所述驱动件与所述往复驱动部传动配合。
优选的，所述往复驱动部包括固定连接在所述滑块底部两端的连接板，两所述连接板之间设置有转动辊，所述转动辊两端分别与两所述连接板转动连接；靠近所述驱动件一端的所述连接板上固定安装有齿轮箱，所述驱动件通过所述齿轮箱与所述转动辊传动配合；所述转动辊下方设置有滑杆，所述滑杆两端分别贯穿两所述连接板并与所述连接板滑动连接；所述滑杆顶端固定连接有连接杆，所述转动辊辊面上开设有连续的波形滑槽，所述连接杆顶端限位滑动连接在所述波形滑槽内；所述石墨棒固定连接在所述滑杆底端，且所述石墨棒与所述连接杆同轴设置。
优选的，所述驱动件包括转动连接在所述滑块上的蜗杆，所述蜗杆上固定套设有第二传动轮，所述第一传动轮与所述第二传动轮传动配合；所述齿轮箱的输入轴上固定连接有蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆啮合。
优选的，所述滑杆的纵向截面为矩形。
优选的，所述第一传动轮两侧均设置有轴承，所述轴承套设在所述导向杆上，且所述轴承与所述导向杆之间设置有间隙；所述轴承与所述传动轮之间设置有固定杆，所述固定杆一端与所述第一传动轮固定连接，所述固定杆的另一端与所述轴承的内圈固定连接，所述轴承的外圈与所述滑块固定连接。
优选的，所述第一齿轮齿数与第二齿轮齿数的比值为2～3:1。
优选的，所述升降件采用液压缸、电动伸缩杆、气缸中的任一种。
本发明公开了以下技术效果：
1、本发明提供的锂离子电池改性合金铜箔试验装置，通过将石墨碳棒所具有的特制碳材料移镀到铜箔表面，使铜箔表面渗碳，提高了铜箔的导电性，还提高了铜箔表面的塑性、粗糙度、耐蚀性和耐磨性。
2、本发明通过在安装架上设置移动驱动机构，可以方便对石墨棒进行驱动，从而使通过石墨棒放电后在铜箔表面固定的碳颗粒更加均匀。
3、本发明提供的锂离子电池改性合金铜箔试验装置，操作简单，操作所需要的条件更少，工作环境比较随意，制备过程无危险性，对人体无害，对环境无污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明锂离子电池改性合金铜箔试验装置的结构示意图；
图2为本发明移动驱动机构的俯视截面图；
图3为图1中A的局部放大图；
图4为本发明转动辊辊面的展开示意图；
其中，试验台-1、安装架-2、石墨棒-3、升降件-4、铜箔固定件-5、电机-6、丝杆-7、滑块-8、导向杆-9、安装槽-10、第一传动轮-11、限位块-12、第一齿轮-13、第二齿轮-14、连接板-15、转动辊-16、齿轮箱-17、滑杆-18、连接杆-19、波形滑槽-20、蜗杆-21、第二传动轮-22、蜗轮-23、轴承-24、固定杆-25。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种锂离子电池改性合金铜箔试验装置，包括试验台1和电火花工作机，试验台1上方设置有安装架2，安装架2上固定安装有移动驱动机构，移动驱动机构底端安装有石墨棒3，以石墨棒3作为电火花工作机的导电电极A；试验台1顶端固定安装有升降件4，本实施例中升降件4采用电动伸缩杆，升降件4顶端与安装架2底端固定连接；试验台1上固定安装有铜箔固定件5，铜箔固定件5用于固定铜箔，以铜箔作为电火花工作机的导电电极B，石墨棒3与铜箔对应设置。
进一步的，为方便驱动石墨棒3进行移动，以便于在铜箔表面相对均匀的固定碳颗粒，移动驱动机构包括固定安装在安装架2上的移动驱动部，移动驱动部底端固定安装有往复驱动部，移动驱动部与往复驱动部传动配合，石墨棒3可拆卸安装在往复驱动部底端。
进一步的，为实现利用一个电机6同时实现石墨棒3在水平面内的往复移动，移动驱动部包括固定安装在安装架2上的电机6，电机6的输出轴上固定连接有丝杆7，丝杆7末端与安装架2转动连接，丝杆7上套设有滑块8，滑块8与丝杆7螺纹配合；安装架2底端转动连接有导向杆9，滑块8滑动套设在导向杆9上；滑块8靠近导向杆9的一端开设有安装槽10，安装槽10内设置有第一传动轮11，第一传动轮11滑动套设在导向杆9上，导向杆9沿轴线方向开设有限位槽，第一传动轮11内壁上末端连接有限位块12，第一传动轮11与导向杆9通过限位块12、限位槽限位配合；丝杆7靠近电机6的一端固定套设有第一齿轮13，导向杆9靠近电机6的一端固定套设有第二齿轮14，第一齿轮13与第二齿轮14啮合；滑块8靠近安装槽10的一端安装有驱动件，第一传动轮11通过驱动件与往复驱动部传动配合；往复驱动部包括固定连接在滑块8底部两端的连接板15，两连接板15之间设置有转动辊16，转动辊16两端分别与两连接板15转动连接；靠近驱动件一端的连接板15上固定安装有齿轮箱17，驱动件通过齿轮箱17与转动辊16传动配合；转动辊16下方设置有滑杆18，滑杆18的纵向截面为矩形，滑杆18两端分别贯穿两连接板15并与连接板15滑动连接；滑杆18顶端固定连接有连接杆19，转动辊16辊面上开设有连续的波形滑槽20，连接杆19顶端限位滑动连接在波形滑槽20内；石墨棒3固定连接在滑杆18底端，且石墨棒3与连接杆19同轴设置；驱动件包括转动连接在滑块8上的蜗杆21，蜗杆21上固定套设有第二传动轮22，第一传动轮11与第二传动轮22传动配合；齿轮箱17的输入轴上固定连接有蜗轮23，蜗轮23与蜗杆21啮合。
进一步的，为避免第一传动轮11在沿导向杆9移动时与滑块8发生摩擦，影响动力的传送，在第一传动轮11两侧均设置有轴承24，轴承24套设在导向杆9上，且轴承24与导向杆9之间设置有间隙；轴承24与传动轮之间设置有固定杆25，固定杆25一端与第一传动轮11固定连接，固定杆25的另一端与轴承24的内圈固定连接，轴承24的外圈与滑块8固定连接。
进一步的，在电机6转速一定时，为提高第一传动轮11的转速，同时保证第一齿轮13与第二齿轮14传动的稳定性，使第一齿轮13齿数与第二齿轮14齿数的比值为2～3:1。
本发明提供的锂离子电池改性合金铜箔试验装置，在使用时，首先，将试验用的铜箔用砂纸打磨，并用酒精棉擦拭打磨后的铜箔表面，达到清除表面杂物和其表面氧化层的目的，然后利用铜箔固定件5将试验用铜箔固定在试验台1上，并通过电动伸缩杆调节安装架2的高度，使石墨棒3与铜箔接触；然后，采用电火花放电技术，以石墨棒3为电火花工作机的导电电极A，以铜箔作为电火花工作机的导电电极B，使石墨电极在铜箔表面尖端放电，并移动石墨棒3，控制单位面积铜箔表面嵌碳面积比率在85％～90％，然后用毛刷清扫没有固定住的碳颗粒，从而实现对铜箔进行改性的目的。
石墨棒3的移动过程如下：
首先启动电机6，利用电机6带动丝杆7进行转动，从而利用丝杆7驱动滑块8沿丝杆7方向移动，在电机6驱动丝杆7转动的同时，通过第一齿轮13和第二齿轮14的设置，可以利用丝杆7带动导向杆9转动，滑块8与导向杆9为滑动配合的关系，因此导向杆9的转动不会影响到滑块8的移动；在导向杆9转动时，滑块8上凹槽内设置的第一传动轮11也会跟随导向杆9一同转动，由于在导向杆9上开设有限位槽，因此第一传动轮11可以在转动的同时沿导向杆9方向跟随滑块8一同滑动；通过第一传动轮11的转动可以带动第二传动轮22进行转动，进而使蜗杆21进行转动，从而利用蜗杆21驱动蜗轮23转动，蜗轮23通过齿轮箱17带动转动辊16进行转动，齿轮箱17可以加快或减慢转动辊16的转速，转动辊16在进行转动时，由于在转动辊16的辊面上开设有连续的波形滑槽20，且连接杆19的顶端位于波形滑槽20内，因此在转动辊16进行转动时，利用连接杆19与波形滑槽20的限位关系，以及滑杆18与连接板15的限位关系，可以使连接杆19沿转动辊16的轴线方向进行往复移动，从而实现利用电机6驱动石墨棒3沿铜箔的长度方向进行移动的同时，还可以使石墨棒3沿铜箔的宽度方向进行往复移动，从而使通过石墨棒3放电后在铜箔表面固定的碳颗粒更加均匀。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种锂离子电池改性合金铜箔试验装置，包括试验台(1)和电火花工作机，其特征在于，所述试验台(1)上方设置有安装架(2)，所述安装架(2)上固定安装有移动驱动机构，所述移动驱动机构底端安装有石墨棒(3)，以所述石墨棒(3)作为电火花工作机的导电电极A；所述试验台(1)顶端固定安装有升降件(4)，所述升降件(4)顶端与所述安装架(2)底端固定连接；所述试验台(1)上固定安装有铜箔固定件(5)，所述铜箔固定件(5)用于固定铜箔，以所述铜箔作为电火花工作机的导电电极B，所述石墨棒(3)与所述铜箔对应设置。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池改性合金铜箔试验装置，其特征在于，所述移动驱动机构包括固定安装在所述安装架(2)上的移动驱动部，所述移动驱动部底端固定安装有往复驱动部，所述移动驱动部与所述往复驱动部传动配合，所述石墨棒(3)可拆卸安装在所述往复驱动部底端。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池改性合金铜箔试验装置，其特征在于，所述移动驱动部包括固定安装在所述安装架(2)上的电机(6)，所述电机(6)的输出轴上固定连接有丝杆(7)，所述丝杆(7)末端与所述安装架(2)转动连接，所述丝杆(7)上套设有滑块(8)，所述滑块(8)与所述丝杆(7)螺纹配合；所述安装架(2)底端转动连接有导向杆(9)，所述滑块(8)滑动套设在所述导向杆(9)上；所述滑块(8)靠近所述导向杆(9)的一端开设有安装槽(10)，所述安装槽(10)内设置有第一传动轮(11)，所述第一传动轮(11)滑动套设在所述导向杆(9)上，所述导向杆(9)沿轴线方向开设有限位槽，所述第一传动轮(11)内壁上末端连接有限位块(12)，所述第一传动轮(11)与所述导向杆(9)通过所述限位块(12)、限位槽限位配合；所述丝杆(7)靠近所述电机(6)的一端固定套设有第一齿轮(13)，所述导向杆(9)靠近所述电机(6)的一端固定套设有第二齿轮(14)，所述第一齿轮(13)与所述第二齿轮(14)啮合；所述滑块(8)靠近所述安装槽(10)的一端安装有驱动件，所述第一传动轮(11)通过所述驱动件与所述往复驱动部传动配合。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池改性合金铜箔试验装置，其特征在于，所述往复驱动部包括固定连接在所述滑块(8)底部两端的连接板(15)，两所述连接板(15)之间设置有转动辊(16)，所述转动辊(16)两端分别与两所述连接板(15)转动连接；靠近所述驱动件一端的所述连接板(15)上固定安装有齿轮箱(17)，所述驱动件通过所述齿轮箱(17)与所述转动辊(16)传动配合；所述转动辊(16)下方设置有滑杆(18)，所述滑杆(18)两端分别贯穿两所述连接板(15)并与所述连接板(15)滑动连接；所述滑杆(18)顶端固定连接有连接杆(19)，所述转动辊(16)辊面上开设有连续的波形滑槽(20)，所述连接杆(19)顶端限位滑动连接在所述波形滑槽(20)内；所述石墨棒(3)固定连接在所述滑杆(18)底端，且所述石墨棒(3)与所述连接杆(19)同轴设置。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池改性合金铜箔试验装置，其特征在于，所述驱动件包括转动连接在所述滑块(8)上的蜗杆(21)，所述蜗杆(21)上固定套设有第二传动轮(22)，所述第一传动轮(11)与所述第二传动轮(22)传动配合；所述齿轮箱(17)的输入轴上固定连接有蜗轮(23)，所述蜗轮(23)与所述蜗杆(21)啮合。
6.根据权利要求4所述的锂离子电池改性合金铜箔试验装置，其特征在于，所述滑杆(18)的纵向截面为矩形。
7.根据权利要求3所述的锂离子电池改性合金铜箔试验装置，其特征在于，所述第一传动轮(11)两侧均设置有轴承(24)，所述轴承(24)套设在所述导向杆(9)上，且所述轴承(24)与所述导向杆(9)之间设置有间隙；所述轴承(24)与所述传动轮之间设置有固定杆(25)，所述固定杆(25)一端与所述第一传动轮(11)固定连接，所述固定杆(25)的另一端与所述轴承(24)的内圈固定连接，所述轴承(24)的外圈与所述滑块(8)固定连接。
8.根据权利要求3所述的锂离子电池改性合金铜箔试验装置，其特征在于，所述第一齿轮(13)齿数与第二齿轮(14)齿数的比值为2～3:1。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池改性合金铜箔试验装置，其特征在于，所述升降件(4)采用液压缸、电动伸缩杆、气缸中的任一种。
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