CN115896703B - 一种用于多层结构集流体的生产装置及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于多层结构集流体的生产装置，其包括：蒸镀罐；内置基板，设置在所述蒸镀罐内，所述内置基板上设有密封外圈，并由所述密封外圈转动连接在所述蒸镀罐内；安放凹口，周向分布在所述内置基板上，用于对中间层的高分子薄膜材料进行撑架；碳柱成型组件，固定在所述蒸镀罐的一侧，并套接在所述内置基板外；以及碳涂装置，架设在所述蒸镀罐内并位于所述内置基板的上方，所述碳涂装置能够对各安放凹口中的高分子薄膜材料进行表面涂碳，并形成碳层，从而降低高分子薄膜材料过度蒸镀中产生孔隙率。
Description
技术领域
本发明属于电池设备技术领域，具体是一种用于多层结构集流体的生产装置及生产方法。
背景技术
目前的集流体主要为铜集流体和铝集流体两种，其中铜集流体或者铝集流体均由两部分构成，包含设置于中间的高分子薄膜层和设置于高分子薄膜层相背设置的两个表面的金属镀层，但随着镀层数量越来越，金属镀层多经过反复蒸镀之后，内部存在较多的孔隙，从而导致金属镀层的孔隙率高达30％，增加电池的极化，严重影响电池性能；而目前多采用碳涂叠层的方式来降低孔隙率，但在实际生产中，对初步完成的金属镀层碳涂效果差，表面碳分布平整度不一，碳涂比例难以控制，导致碳涂层厚度较小。
因此，本领域技术人员提供了一种用于多层结构集流体的生产装置及生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于多层结构集流体的生产装置，其包括：
蒸镀罐；
内置基板，设置在所述蒸镀罐内，所述内置基板上设有密封外圈，并由所述密封外圈转动连接在所述蒸镀罐内；
安放凹口，周向分布在所述内置基板上，用于对中间层的高分子薄膜材料进行撑架；
碳柱成型组件，固定在所述蒸镀罐的一侧，并套接在所述内置基板外；以及
碳涂装置，架设在所述蒸镀罐内并位于所述内置基板的上方，所述碳涂装置能够对各安放凹口中的高分子薄膜材料进行表面涂碳，并形成碳层，从而降低高分子薄膜材料过度蒸镀中产生孔隙率。
进一步，作为优选，所述碳柱成型组件包括：
外架体，固定在所述蒸镀罐的一侧；
内轴环，可相对偏转的设置在所述内置基板的安放凹口内，用于高分子薄膜材料正反翻转；
碳罐仓，竖直架设在所述外架体内，所述碳罐仓的下方连接有输送管；以及
压柱装置，固定在所述外架体内并位于内置基板上方，所述压柱装置通过输送管与所述碳罐仓相连通。
进一步，作为优选，所述压柱装置包括：
外安装盘；
集碳腔，设置在所述外安装盘的上方，所述外安装盘内均匀设置有多个碳输送腔，所述集碳腔通过对应通道与各所述碳输送腔相连通；
成型盘，固定在所述外安装盘的下方，所述成型盘内设有多个与所述碳输送腔相对应的成型仓；
阻流盘，转动嵌入在所述成型盘下方，所述成型盘内竖直转动设置有中心柱，所述中心柱与所述阻流盘相固定；
内管轴，同圆心的设置在各所述碳输送腔内，所述内管轴内均滑动设置有压件，所述压件能够滑动至成型仓内；以及
伸缩推杆，与所述压件相对应设置，所述伸缩推杆的一端与所述压件相固定。
进一步，作为优选，所述阻流盘上开设有多个通口，各所述通口能够与所述成型仓对应连通。
进一步，作为优选，所述碳涂装置包括：
连接盘架；
转动轴，转动设置在所述连接盘架内，所述连接盘架的上方固定有驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述转动轴相固定；
滑动架，横向固定在所述连接盘架下方，所述滑动架的一端与所述转动轴相固定，所述滑动架上滑动安装有主板体；
传输轴，竖向滑动设置在所述主板体上；以及
扩散喷涂组件，安装在所述传输轴的下方。
进一步，作为优选，扩散喷涂组件包括：
主缸体；
外罩架，套接固定在所述主缸体外；
输送碳管，连接在所述主缸体的一侧，所述输送碳管的一端与外设碳箱相连通；
内推件，竖直固定在所述主缸体内，所述内推件被设置为两段式可伸缩结构；以及
下安装头，连接在所述主缸体下方。
进一步，作为优选，所述主缸体的一侧还固定有气流仓，所述气流仓的横截面呈L字形结构，且所述气流仓的一端通过支管与所述下安装头相连通，所述气流仓内滑动设置有气压塞一，且其一侧还横向滑动设置有气压塞二，所述气流仓内转动设置有驱动轴盘，各所述驱动轴盘通过铰杆与所述气压塞一以及气压塞二相连接。
进一步，作为优选，所述下安装头内设有环仓，所述环仓与所述支管相连接，且所述下安装头内设有球孔，所述环仓与所述球孔对应连通，且所述球孔内固定有弧形隔板。
进一步，作为优选，所述外罩架内还设有冷却降温装置。
一种用于多层结构集流体的生产方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1.选取高分子薄膜6微米PET、99.9%高纯铝锭；
S2.将高分子薄膜以及高纯铝锭分别投入到真空镀膜设备上，其中真空镀膜设备为真空蒸镀装置；
S3.将高纯铝锭通过真空蒸镀装置把铝初步镀到高分子薄膜上的表面，从而形成对高分子薄膜下表面达到1微米的蒸镀铝层；
S4.完成初步蒸镀后内轴环控制高分子薄膜正向翻转，此时，内置基板周向转动至压柱装置处，对碳输送腔内对应输送碳粉并由压件对其进行压柱成型，而后通过阻流盘上的通口对应排送至铝层表面；
S5.内置基板继续周向旋转，使得高分子薄膜与碳涂装置对应架设，由外罩架对其密封罩接，扩散喷涂组件对其表面可再次进行碳涂工作，从而形成碳层；
S6.内轴环再控制高分子薄膜反向翻转，并进行另一端面碳涂；
S7.重复S3-S6,并在完成蒸镀后进行收卷作业。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中主要设置的碳柱成型组件能够对高分子薄膜材料上初步成型的铝层进行表面碳柱涂覆，保证碳层厚度，且不易出现断层混合现象，从而减少高分子薄膜层的力学性能的衰减；
本发明中还设置的扩散喷涂组件能够二次对高分子薄膜材料上的铝层进行碳粉喷覆，保证碳层覆盖完整性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中碳柱成型组件的结构示意图；
图3为本发明中压柱装置的结构示意图；
图4为本发明中碳涂装置的结构示意图；
图5为本发明中扩散喷涂组件的结构示意图；
图6为本发明中下安装头的结构示意图；
图中：1、蒸镀罐；11、内置基板；2、碳柱成型组件；21、外架体；22、碳罐仓；23、内轴环；3、碳涂装置；31、连接盘架；32、驱动电机；33、滑动架；34、主板体；35、传输轴；4、压柱装置；41、集碳腔；42、成型盘；43、阻流盘；44、外安装盘；45、伸缩推杆；46、内管轴；5、扩散喷涂组件；51、主缸体；52、外罩架；53、内推件；54、输送碳管；55、驱动轴盘；56、气流仓；57、下安装头；58、环仓；59、弧形隔板。
实施方式
请参阅图1，本发明实施例中，一种用于多层结构集流体的生产装置，其包括：
蒸镀罐1；
内置基板11，设置在所述蒸镀罐1内，所述内置基板11上设有密封外圈，并由所述密封外圈转动连接在所述蒸镀罐1内；
安放凹口，周向分布在所述内置基板11上，用于对中间层的高分子薄膜材料进行撑架；
碳柱成型组件2，固定在所述蒸镀罐1的一侧，并套接在所述内置基板11外；以及
碳涂装置3，架设在所述蒸镀罐1内并位于所述内置基板11的上方，所述碳涂装置3能够对各安放凹口中的高分子薄膜材料进行表面涂碳，并形成碳层，从而降低高分子薄膜材料过度蒸镀中产生的孔隙率，也就是说，主要通过在各金属镀层（即铝层）间设置碳层，从而提高高分子薄膜材料的化学性能，保证其后期成型的导电性，并提高蒸镀粘接效果。
本实施例中，所述碳柱成型组件2包括：
外架体21，固定在所述蒸镀罐1的一侧；
内轴环23，可相对偏转的设置在所述内置基板11的安放凹口内，用于高分子薄膜材料正反翻转；
碳罐仓22，竖直架设在所述外架体21内，所述碳罐仓22的下方连接有输送管；以及
压柱装置4，固定在所述外架体21内并位于内置基板11上方，所述压柱装置4通过输送管与所述碳罐仓22相连通。
作为较佳的实施例，所述压柱装置4包括：
外安装盘44；
集碳腔41，设置在所述外安装盘44的上方，所述外安装盘44内均匀设置有多个碳输送腔，所述集碳腔41通过对应通道与各所述碳输送腔相连通；
成型盘42，固定在所述外安装盘44的下方，所述成型盘42内设有多个与所述碳输送腔相对应的成型仓；
阻流盘43，转动嵌入在所述成型盘42下方，所述成型盘42内竖直转动设置有中心柱，所述中心柱与所述阻流盘43相固定；
内管轴46，同圆心的设置在各所述碳输送腔内，所述内管轴46内均滑动设置有压件，所述压件能够滑动至成型仓内；以及
伸缩推杆45，与所述压件相对应设置，所述伸缩推杆45的一端与所述压件相固定，也就是说，主要通过对碳输送腔输送碳粉，此时由压件配合阻流盘进行碳柱挤压成型，其中可通过控制各碳输送腔上通道的封闭、开合来实现碳柱分布的对应调整。
本实施例中，所述阻流盘43上开设有多个通口，各所述通口能够与所述成型仓对应连通，其中阻流盘能够在旋转下使得通口与成型仓连接，从而将成型后的碳柱推送至金属镀层表面。
本实施例中，所述碳涂装置3包括：
连接盘架31；
转动轴，转动设置在所述连接盘架31内，所述连接盘架31的上方固定有驱动电机32，所述驱动电机32的输出端与所述转动轴相固定；
滑动架33，横向固定在所述连接盘架31下方，所述滑动架33的一端与所述转动轴相固定，所述滑动架33上滑动安装有主板体34；
传输轴35，竖向滑动设置在所述主板体34上；以及
扩散喷涂组件5，安装在所述传输轴35的下方。
本实施例中，扩散喷涂组件5包括：
主缸体51；
外罩架52，套接固定在所述主缸体51外；
输送碳管54，连接在所述主缸体51的一侧，所述输送碳管54的一端与外设碳箱（图中未示出）相连通；
内推件53，竖直固定在所述主缸体51内，所述内推件53被设置为两段式可伸缩结构；以及
下安装头57，连接在所述主缸体51下方，也就是说，输送碳管进行碳粉输送，由内推件的推压将碳粉通过下安装头扩散喷洒。
作为较佳的实施例，所述主缸体51的一侧还固定有气流仓56，所述气流仓56的横截面呈L字形结构，且所述气流仓56的一端通过支管与所述下安装头57相连通，所述气流仓56内滑动设置有气压塞一，且其一侧还横向滑动设置有气压塞二，所述气流仓内转动设置有驱动轴盘55，各所述驱动轴盘55通过铰杆与所述气压塞一以及气压塞二相连接，尤其，通过驱动轴盘旋转驱动气压塞一与气压塞二滑动配合形成对碳粉的扩散辅助，其中，气压塞一与气压塞二之间能够存在配合间隙，以调整供气强度。
本实施例中，所述下安装头57内设有环仓58，所述环仓58与所述支管相连接，且所述下安装头57内设有球孔，所述环仓58与所述球孔对应连通，且所述球孔内固定有弧形隔板59，从而能够方便碳粉在球孔内充分扩散，并形成爆炸分散效果（气流仓能够为其提供脉冲气压）。
本实施例中，所述外罩架52内还设有冷却降温装置，从而能够方便碳柱进行冷却成型，防止后期打散。
一种用于多层结构集流体的生产方法，其包括以下步骤：
S1.选取高分子薄膜6微米PET、99.9%高纯铝锭；
S2.将高分子薄膜以及高纯铝锭分别投入到真空镀膜设备上，其中真空镀膜设备为真空蒸镀装置；
S3.将高纯铝锭通过真空蒸镀装置把铝初步镀到高分子薄膜上的表面，从而形成对高分子薄膜下表面达到1微米的蒸镀铝层；
S4.完成初步蒸镀后内轴环23控制高分子薄膜正向翻转，此时，内置基板11周向转动至压柱装置4处，对碳输送腔内对应输送碳粉并由压件对其进行压柱成型，而后通过阻流盘43上的通口对应排送至铝层表面；
S5.内置基板11继续周向旋转，使得高分子薄膜与碳涂装置3对应架设，由外罩架51对其密封罩接，扩散喷涂组件5对其表面可再次进行碳涂工作，从而形成碳层；
S6.内轴环23再控制高分子薄膜反向翻转，并进行另一端面碳涂；
S7.重复S3-S6,并在完成蒸镀后进行收卷作业。
上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于多层结构集流体的生产装置，其特征在于：其包括：
蒸镀罐（1）；
内置基板（11），设置在所述蒸镀罐（1）内，所述内置基板（11）上设有密封外圈，并由所述密封外圈转动连接在所述蒸镀罐（1）内；
安放凹口，周向分布在所述内置基板（11）上，用于对中间层的高分子薄膜材料进行撑架；
碳柱成型组件（2），固定在所述蒸镀罐（1）的一侧，并套接在所述内置基板（11）外；以及
碳涂装置（3），架设在所述蒸镀罐（1）内并位于所述内置基板（11）的上方，所述碳涂装置（3）能够对各安放凹口中的高分子薄膜材料进行表面涂碳，并形成碳层，从而降低高分子薄膜材料过度蒸镀中产生的孔隙率；
所述碳柱成型组件（2）包括：
外架体（21），固定在所述蒸镀罐（1）的一侧；
内轴环（23），可相对偏转的设置在所述内置基板（11）的安放凹口内，用于高分子薄膜材料正反翻转；
碳罐仓（22），竖直架设在所述外架体（21）内，所述碳罐仓（22）的下方连接有输送管；以及
压柱装置（4），固定在所述外架体（21）内并位于内置基板（11）上方，所述压柱装置（4）通过输送管与所述碳罐仓（22）相连通；
所述压柱装置（4）包括：
外安装盘（44）；
集碳腔（41），设置在所述外安装盘（44）的上方，所述外安装盘（44）内均匀设置有多个碳输送腔，所述集碳腔（41）通过对应通道与各所述碳输送腔相连通；
成型盘（42），固定在所述外安装盘（44）的下方，所述成型盘（42）内设有多个与所述碳输送腔相对应的成型仓；
阻流盘（43），转动嵌入在所述成型盘（42）下方，所述成型盘（42）内竖直转动设置有中心柱，所述中心柱与所述阻流盘（43）相固定；
内管轴（46），同圆心的设置在各所述碳输送腔内，所述内管轴（46）内均滑动设置有压件，所述压件能够滑动至成型仓内；以及
伸缩推杆（45），与所述压件相对应设置，所述伸缩推杆（45）的一端与所述压件相固定。
2.根据权利要求1所述的一种用于多层结构集流体的生产装置，其特征在于：所述阻流盘（43）上开设有多个通口，各所述通口能够与所述成型仓对应连通。
3.根据权利要求1所述的一种用于多层结构集流体的生产装置，其特征在于：所述碳涂装置（3）包括：
连接盘架（31）；
转动轴，转动设置在所述连接盘架（31）内，所述连接盘架（31）的上方固定有驱动电机（32），所述驱动电机（32）的输出端与所述转动轴相固定；
滑动架（33），横向固定在所述连接盘架（31）下方，所述滑动架（33）的一端与所述转动轴相固定，所述滑动架（33）上滑动安装有主板体（34）；
传输轴（35），竖向滑动设置在所述主板体（34）上；以及
扩散喷涂组件（5），安装在所述传输轴（35）的下方。
4.根据权利要求3所述的一种用于多层结构集流体的生产装置，其特征在于：扩散喷涂组件（5）包括：
主缸体（51）；
外罩架（52），套接固定在所述主缸体（51）外；
输送碳管（54），连接在所述主缸体（51）的一侧，所述输送碳管（54）的一端与外设碳箱相连通；
内推件（53），竖直固定在所述主缸体（51）内，所述内推件（53）被设置为两段式可伸缩结构；以及
下安装头（57），连接在所述主缸体（51）下方。
5.根据权利要求4所述的一种用于多层结构集流体的生产装置，其特征在于：所述主缸体（51）的一侧还固定有气流仓（56），所述气流仓（56）的横截面呈L字形结构，且所述气流仓（56）的一端通过支管与所述下安装头（57）相连通，所述气流仓（56）内滑动设置有气压塞一，且其一侧还横向滑动设置有气压塞二，所述气流仓内转动设置有驱动轴盘（55），各所述驱动轴盘（55）通过铰杆与所述气压塞一以及气压塞二相连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于多层结构集流体的生产装置，其特征在于：所述下安装头（57）内设有环仓（58），所述环仓（58）与所述支管相连接，且所述下安装头（57）内设有球孔，所述环仓（58）与所述球孔对应连通，且所述球孔内固定有弧形隔板（59）。
7.根据权利要求6所述的一种用于多层结构集流体的生产装置，其特征在于：所述外罩架（52）内还设有冷却降温装置。
8.一种用于多层结构集流体的生产方法，采用根据权利要求1～7任意一项所述的一种用于多层结构集流体的生产装置，其特征在于：包括以下步骤：
S1.选取高分子薄膜6微米PET、99.9%高纯铝锭；
S2.将高分子薄膜以及高纯铝锭分别投入到真空镀膜设备上，其中真空镀膜设备为真空蒸镀装置；
S3.将高纯铝锭通过真空蒸镀装置把铝初步镀到高分子薄膜上的表面，从而形成对高分子薄膜下表面达到1微米的蒸镀铝层；
S4.完成初步蒸镀后内轴环（23）控制高分子薄膜正向翻转，此时，内置基板（11）周向转动至压柱装置（4）处，对碳输送腔内对应输送碳粉并由压件对其进行压柱成型，而后通过阻流盘（43）上的通口对应排送至铝层表面；
S5.内置基板（11）继续周向旋转，使得高分子薄膜与碳涂装置（3）对应架设，由外罩架（52）对其密封罩接，扩散喷涂组件（5）对其表面可再次进行碳涂工作，从而形成碳层；
S6.内轴环（23）再控制高分子薄膜反向翻转，并进行另一端面碳涂；
S7.重复S3-S6,并在完成蒸镀后进行收卷作业。
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