CN116487597A - 一种制备集流体组件的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种制备集流体组件的设备及方法,其中,设备包括:第一送料装置,用于提供转印膜,所述转印膜具有基底层以及形成于其上的金属层;第二送料装置,用于提供底膜,所述底膜具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面;涂布装置,用于在所述第一表面上涂布粘结剂以得到基膜;转移装置,用于将所述金属层转移至所述基膜上以得到所述集流体组件。本申请提供的设备能够用于制造集流体组件,通过粘结剂将金属层从转印膜转移至基膜上,制备得到集流体组件,能够高效制备轻薄的集流体组件,并且转移过程不会对基膜的物化性质造成影响,有助于基膜的完整性与稳定性,从而提升了集流体组件的机械性能。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,更为具体地,涉及一种制备集流体组件的设备及方法。
背景技术
近年来,电池被广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域,从而得到了极大的发展。
集流体作为电池中的重要部件,同样得到了迅速的发展。传统集流体通常为铜箔或铝箔。但铜箔或铝箔的厚度受到加工工艺的限制,无法满足电子产品日益轻薄化、小型化的需求。因此,如何高效地制备更加轻薄的集流体成为一项丞待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种制备集流体组件的设备及方法,能够高效制备轻薄的集流体组件,并且能够帮助提升集流体组件的质量。
第一方面,提供一种制备集流体组件的设备,包括:第一送料装置,用于提供转印膜,所述转印膜具有基底层以及形成于其上的金属层;第二送料装置,用于提供底膜,所述底膜具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面;涂布装置,用于在所述第一表面上涂布粘结剂以得到基膜;转移装置,用于将所述金属层转移至所述基膜上以得到所述集流体组件。
本申请的实施例中,转印膜的金属层加工方式不同于金属箔,其厚度不受压延工艺的限制,在基底层上能够形成非常薄的金属层。制备集流体的设备通过粘结剂粘合的方式将转印膜上的金属层剥离并结合至基膜上,得到由基膜和金属层组成的集流体组件,集流体组件能够用于制备集流体。一方面,通过制备具有较薄金属层的集流体组件,有助于实现轻薄集流体的制备;另一方面,通过粘结剂转移金属层,过程快速简单,能够提升集流体组件的生产效率与制备集流体组件的设备的产能,并且粘结过程不会对基膜的物化性质产生破坏性影响,保证了集流体组件的机械性能。
在一些实施例中,所述基底层为离型膜。
本申请的实施例中,采用离型膜作为基底层,离型膜具有较为光滑的表面且在高温下物化性质较为稳定,便于转移形成于其上的金属层,提高集流体组件的生产效率与产品质量。
在一些实施例中,所述底膜为聚合物薄膜。
本申请的实施例中,采用聚合物薄膜作为底膜,聚合物薄膜具有轻薄的特点,使得制备得到的集流体组件更加轻薄,便于轻薄集流体的制备。
在一些实施例中,所述转移装置通过机械剥离将所述金属层转移至所述基膜上。
本申请的实施例中,采用机械剥离的方式转移金属层,机械剥离能够在常温下进行,避免高温过程,能够有效保证基膜的机械性能,从而提升集流体组件的机械性能。
在一些实施例中,所述转移装置通过化学剥离将所述金属层转移至所述基膜上。
在一些实施例中,所述转移装置包括:压力辊和第一辊,所述压力辊与所述第一辊辊压所述转印膜与所述基膜使得所述金属层转移至所述基膜上。
本申请的实施例中,通过压力辊压的方式使得转印膜与基膜紧密接触,基膜上的粘结剂能够通过粘结力将金属层从转印膜上剥离。压力辊压的方式有助于金属层更加均匀地被剥离,并与基膜更加紧密的结合,进一步提高集流体组件的机械性能。
在一些实施例中,所述转移装置包括:加热辊和第二辊,所述加热辊和所述第二辊加热辊压所述转印膜与所述基膜使得所述金属层转移至所述基膜上。
本申请的实施例中,通过加热辊压的方式使得转印膜与基膜紧密接触,基膜上的粘结剂在加热与压力的双重作用下通过粘结力将金属层从转印膜上剥离。在压力的基础上进一步利用加热使得粘结剂的粘结性能处于最佳状态,使得金属层的剥离更加完整、剥离过程更加高效。
在一些实施例中,所述第一送料装置与所述第二送料装置的结构相同。
本申请的实施例中,第一送料装置与第二送料装置可采用相同的结构,例如,均采用卷对卷结构,便于制备集流体组件的设备的集成。
在一些实施例中,所述第一送料装置包括:第一放卷,用于沿第一送料方向输送所述转印膜;第一收卷,用于收集经所述转移装置后的所述转印膜;至少一个第一导向辊,沿所述第一送料方向设置于所述第一放卷与所述第一收卷之间,所述第一导向辊用于支撑所述转印膜,以使所述转印膜按照所述第一导向辊的排布路径被运送。
在本申请的实施例中,第一送料装置为卷对卷送料装置,能够持续高效地运送转印膜至转移装置处以制备集流体组件,并且能够通过控制第一放卷、第一收卷的转速或方向,灵活控制转印膜的运动状态,帮助提高制备集流体组件的效率。
在一些实施例中,所述第二送料装置包括:第二放卷,用于沿第二送料方向输送所述底膜;第二收卷,用于收集所述集流体组件;至少一个第二导向辊,沿所述第二送料方向设置于所述第二放卷与所述第二收卷之间,所述第二导向辊用于支撑所述底膜或所述集流体组件,以使所述底膜或所述集流体组件按照所述第二导向辊的排布路径被运送。
在本申请的实施例中,第二送料装置为卷对卷送料装置,能够持续高效地运送底膜至涂布装置处以制备基膜,并将基膜运送至转移装置处以制备集流体组件;并且能够通过控制第二放卷、第二收卷的转速或方向,灵活控制底膜、基膜以及集流体组件的运动状态,帮助提高制备集流体的效率。
在一些实施例中,所述设备为一体化设备。
本申请的实施例中,制备集流体组件的设备为一体化设备,各个装置能够集成于设备中,可以通过一个设备直接得到制备好的集流体组件,省去了在各个装置之间转移材料的时间以及设备成本,帮助提高集流体组件的制备效率。
第二方面,提供一种集流体组件的制备方法,包括:提供转印膜,所述转印膜具有基底层以及形成于其上的金属层;提供底膜,所述底膜具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面;在所述第一表面上涂布粘结剂以得到基膜;转移所述金属层至所述基膜上以形成所述集流体组件。
本申请的实施例中,通过将转印膜上较薄的金属层转移至基膜上制备集流体组件,得到的集流体组件具有较薄的金属层,能够用于制备轻薄的集流体;通过粘结剂将金属层从转印膜上剥离并粘结至基膜上,过程简单快速,提升集流体组件制备的效率,有助于集流体组件的量产,并且不会对基膜的物化性质造成不可逆影响,保证了集流体组件的机械性能。
在一些实施例中,所述转印膜通过在所述基底层上电镀所述金属层得到。
本申请的实施例中,在基底层上进行电镀能够快速地在基底层上形成一层厚度较薄的金属层,且金属层的厚度可以根据电镀时间等参数进行控制。
在一些实施例中,所述转印膜通过在所述基层上蒸镀所述金属层得到。
本申请的实施例中,基底层在高温下具有较好的稳定性,其物化性能不会受蒸镀时的高温影响,在基底层上蒸镀能够在基底层上制备均匀且厚度较薄的金属层,且金属层的厚度可以根据蒸镀时间等参数进行控制。
在一些实施例中,所述基底层为离型膜。
本申请的实施例中,采用离型膜作为基底层,离型膜具有较为光滑的表面且在高温下物化性质较为稳定,便于转移形成于其上的金属层,提高集流体组件的生产效率与产品质量。
在一些实施例中,所述底膜为聚合物薄膜。
本申请的实施例中,采用聚合物薄膜作为底膜,聚合物薄膜具有轻薄的特点,使得制备得到的集流体组件更加轻薄,便于轻薄集流体的制备。
在一些实施例中,所述转移所述金属层至所述基膜上包括:通过机械剥离将所述金属层转移至所述基膜上。
本申请的实施例中,采用机械剥离的方式转移金属层,能够在常温下进行,避免高温过程,能够有效保证基膜的机械性能,从而提升集流体组件的机械性能。
在一些实施例中,所述通过机械剥离将所述金属层转移至所述基膜上包括:辊压所述转印膜与所述基膜以使所述金属层转移至所述基膜上。
本申请的实施例中,通过压力辊压的方式使得转印膜与基膜紧密接触,基膜上的粘结剂能够通过粘结力将金属层从转印膜上剥离。压力辊压的方式有助于金属层更加均匀地被剥离,并与基膜更加紧密的结合,进一步提高集流体组件的机械性能。
在一些实施例中,所述转移所述金属层至所述基膜上包括:加热辊压所述转印膜与所述基膜以使所述金属层转移至所述基膜上。
本申请的实施例中,通过加热辊压的方式使得转印膜与基膜紧密接触,基膜上的粘结剂在加热与压力的双重作用下通过粘结力将金属层从转印膜上剥离。在压力的基础上进一步利用加热使得粘结剂的粘结性能处于最佳状态,使得金属层的剥离更加完整、剥离过程更加高效。
在一些实施例中,所述提供所述转印膜包括:通过第一送料装置提供所述转印膜。
在一些实施例中,所述提供所述底膜包括:通过第二送料装置提供所述底膜。
本申请实施例中,通过两个送料装置提供转印膜与底膜,能够分别灵活控制转印膜与底膜的运动状态,从而提升制备集流体组件的灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,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,还可以根据附图获得其他的附图。
图1为本申请一种车辆的示意性结构图;
图2为本申请一种电池的示意性结构图;
图3为本申请一种制备集流体组件的设备的示意性结构图;
图4为本申请一种转移装置的示意性结构图;
图5为本申请一种制备集流体组件的方法的示意性流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理,但不能用来限制本申请的范围,即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直,而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行,而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:存在A,同时存在A和B,存在B这三种情况。另外,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
除非另有定义,本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
实际生产生活中,为了进一步追求电池的更高的能量密度与更小的质量密度,需要发展更加轻薄的集流体。传统的铜箔、铝箔通常采用压延工艺制备,因此受到压延工艺的限制,其厚度无法满足电池对更加轻薄的集流体的需求。由此发展处许多复合集流体,复合集流体中的重要组成部分有聚合物薄膜以及其上的金属层,二者构成集流体组件。制备集流体组件通常采用高温蒸镀的方式,在聚合物薄膜上蒸镀金属以获得较薄的金属层。但由于聚合物的特殊性质,聚合物薄膜的耐高温性能差,蒸镀过程极易破坏聚合物薄膜的机械性能,从而影响复合集流体的整体性能。
有鉴于此,本申请提供了一种制备集流体组件的设备及方法,能够高效制备轻薄的集流体组件,并且能够帮助提升集流体的整体性能。
近年来,电池作为一种主要的动力设备被广泛应用于电子设备、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。
例如,如图1所示,为本申请一种车辆1的结构示意图,车辆1可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1的内部可以设置马达11,控制器12以及电池10,控制器12用来控制电池10为马达11的供电。例如,在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电,例如,电池10可以作为车辆1的操作电源,用于车辆1的电路系统,例如,用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中,电池10不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
本申请中,电池是指包括一个或多个电池单体以提供电能的物理模块。例如,本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
为了满足不同的使用电力需求,电池可以包括多个电池单体,其中,多个电池单体之间可以串联或并联或混联,混联是指串联和并联的混合。电池也可以称为电池包。可选地,多个电池单体可以先串联或并联或混联组成电池模块,多个电池模块再串联或并联或混联组成电池。也就是说,多个电池单体可以直接组成电池,也可以先组成电池模块,电池模块再组成电池。
例如,如图2所示,为本申请一种电池10的结构示意图,电池10可以包括多个电池单体20。电池单体20的数量可以设置为任意数值。多个电池单体20可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。
可选地,电池单体20可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本申请实施例对此并不限定。在一些实施方式中,电池单体20也可称之为电芯。
电池单体20包括电极组件和电解液,电极组件由正极片、负极片和隔膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体,未涂敷正极活性物质层的集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体,未涂敷负极活性物质层的集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔膜的材质可以为聚丙烯(Polypropylene,PP)或聚乙烯(Polyethylene,PE)等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
图3为本申请实施一种制备集流体组件30的设备300的示意性结构图。如图所示,设备300包括:
第一送料装置301,用于提供转印膜3011,转印膜具有基底层31以及形成于其上的金属层32;
第二送料装置302,用于提供底膜3021,底膜3021具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面;
涂布装置303,用于在第一表面上涂布粘结剂以得到基膜3031;
转移装置304,用于将金属层31转移至基膜3031上以得到集流体组件30。
具体地,转印膜3011由基底层31以及形成于其上的金属层32组成,基底层31是具有稳定物化性质、耐高温的物质,其上形成的金属层32不同于传统的金属箔,不受压延工艺的限制,因此能够被制备得非常薄。利用转印膜3011上的金属层32,通过粘结剂粘结的方式将金属层32转移至基膜3031上得到集流体组件30,能够用于制备轻薄的集流体。
本实施例中,通过制备具有较薄金属层32的集流体组件30,有助于轻薄集流体的制备;通过粘结剂转移金属层32,过程快速简单,能够提升集流体组件30的生产效率与制备集流体组件的设备300的产能,并且不会对基膜3031的物化性质产生影响,保证了集流体组件30的机械性能。
下面对制备集流体组件30过程中的各种膜层进行介绍。
可选地,基底层31为离型膜。
离型膜,也可以称作剥离膜、隔离膜、分离膜、阻胶膜、离形膜、薄膜、塑料薄膜、掩孔膜、硅油膜、硅油纸、防粘膜、型纸、打滑膜、天那纸、离型纸、无纺布膜。是在与特定的材料接触后不产生粘性或产生轻微粘性的一类功能性膜层。通常情况下为了增加塑料薄膜的离型力,会对塑料薄膜做等离子处理,涂氟处理,或涂硅离型剂于薄膜材质的表层上以使离型膜可以表现出稳定的离型力。
本申请所述的离型膜选自:PE离型膜、PET离型膜、OPP离型膜、PC离型膜、PS隔离膜、PMMA离型膜、BOPP离型膜、PE剥离膜、塑料薄膜、TPX离型膜、PVC剥离膜、PTFE离型膜、PET离型膜、特氟龙离型薄膜、复合式离型膜、聚苯醚剥离膜、聚四氟乙烯隔离膜、聚乙烯离形膜、复合离型膜(两种或两种以上材质复合而成的离型膜)中的一种或多种。
在制备集流体组件30的过程中,首先,离型膜具有较高的热稳定性,通常能够耐受100℃以上的高温,因此能够在其上通过多种物理化学方法形成较薄的金属层。其次,离型膜具有较好的离型力,便于形成与其上的金属层的剥离,为金属层完整、高效的转移提供良好的基础。
应理解,本申请以离型膜为示例,基底层31还可以是其他表面光滑、耐高温的膜层。
本实施例中,采用离型膜作为基底层31,离型膜具有光滑的表面且耐高温,便于在其上形成金属层32并利用离型膜的离型力转移金属层32,提高集流体组件30的生产效率与产品质量。
可选地,底膜3021为聚合物薄膜。
聚合物薄膜又称高分子膜,是以有机高分子聚合物为材料制成的薄膜,具有轻薄的优点。本申请所述的聚合物薄膜中的聚合物选自:聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯磺酸钠、聚乙炔、硅橡胶、聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚乙二醇、聚氮化硫类高分子材料、聚苯、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚吡啶、纤维素、淀粉、蛋白质、环氧树脂、酚醛树脂、它们的衍生物、交联物及共聚物中的一种或多种。
本实施例中,采用聚合物薄膜作为底膜3021,聚合物薄膜具有轻薄的特点,使得制备得到的集流体组件30更加轻薄,有助于集流体的轻薄化。
可选地,转移装置304通过机械剥离将金属层32转移至基膜3031上。
具体地,转移装置304采用机械剥离法转移金属层32,即通过对金属层32施加机械力,例如摩擦力、拉力等,将金属层32从基底层31剥离的方法。
本实施例中,采用机械剥离的方式转移金属层32,能够在常温下进行,避免高温过程,能够有效保证基膜3031的机械性能,从而提升集流体组件30的机械性能。
可选地,在其他实施例中,转移装置304通过化学剥离将金属层32转移至基膜3031上。
化学剥离是利用化学反应或金属层32与基膜3031不同的化学性质将金属层32从基底层31剥离的方法。
请继续参见图3,下面对制备集流体组件30的设备300的结构作进一步介绍。
可选地,转移装置304包括:压力辊3041和第一辊3042,压力辊3041与第一辊3042辊压转印膜3011与基膜3031使得金属层32转移至基膜3031上。
具体地,压力辊3041和第一辊3042在转印膜3011与基膜3031的送料路线上相对设置,压力辊3041和第一辊3042能够对转印膜3011与基膜3031形成辊压,从而使得转印膜3011与基膜3031紧密接触使得粘结剂与金属层32之间形成拉力,将金属层32从基底层31上剥离。应理解,辊压转印膜3011与基膜3031时,转印膜3011具有金属层32的一侧与基膜3031上涂有粘结剂的一侧相对设置,使得金属层32能够与粘结剂接触。
本实施例中,通过压力辊压的方式有助于金属层32更加均匀地被剥离,并与基膜3031更加紧密的结合,进一步提高集流体组件30的机械性能。
可选地,如图4所示,为本申请实施例另一种转移装置304的示意性结构图。转移装置304包括:加热辊3043和第二辊3044,加热辊3043和第二辊3044加热辊压转印膜3011与基膜3031使得金属层32转移至基膜3031上。
具体地,加热辊3043表面具有加热层3043a能够持续发热达到预设温度。与通过压力辊压的结构类似,加热辊3043和第二辊3044在转印膜3011与基膜3031的送料路线上相对设置,加热辊3043和第二辊3044能够对转印膜3011与基膜3031形成辊压并由加热辊3043对辊压区域进行加热。在转印膜3011与基膜3031紧密接触的同时加热该接触区域,使得粘结剂的粘结力更强,更易对金属层施加均匀、稳定的拉力。
本实施例中,通过加热辊压的方式能够在压力的基础上进一步利用加热使得粘结剂的粘结性能处于最佳状态,使得金属层32的剥离更加完整、剥离过程更加高效。
设备300中具有两个送料装置,即第一送料装置301与第二送料装置302,应理解,第一送料装置301与第二送料装置可以采用相同的结构,也可以采用不同的结构。
优选地,第一送料装置301与第二送料装置302的结构相同。
具体地,送料装置的结构相同指送料装置利用相同的原理、相同的主要部件进行送料。例如,第一送料装置301与第二送料装置302均采用卷对卷结构进行送料;或第一送料装置301与第二送料装置302均采用机械臂结构进行送料。
本实施例中,第一送料装301置与第二送料装置302采用相同的结构,有利于送料的一致性,并且便于设备300的集成与制造。
可选地,请继续参见图3,第一送料装置301包括:第一放卷40,用于沿第一送料方向输送转印膜3011;第一收卷41,用于收集经所转移装置301后的转印膜3011;至少一个第一导向辊42,沿第一送料方向设置于第一放卷40与第一收卷41之间,第一导向辊42用于支撑转印膜3011,以使转印膜3011按照第一导向辊42的排布路径被运送。
具体地,第一放卷40上具有成卷的转印膜3011,第一放卷40转动能够持续释放转印膜3011至转移装置304处;第一收卷41转动能够收集被剥离了金属层32的转印膜3011,即收集基底层31或基底层31以及微量残留其上的金属层32;第一导向辊42的数量可以根据加工需要进行配置。第一放卷40、第一收卷41以及第一导向辊42中的至少一个是主动辊。
优选地,第一放卷40与第一收卷41均为主动辊。
本实施例中,第一送料装置301为卷对卷送料装置,能够持续高效地运送转印膜3011至转移装置304处以制备集流体组件30,并且能够通过控制第一放卷40、第一收卷41的转速或方向,灵活控制转印膜301的运动状态,帮助提高制备集流体组件30的效率与灵活性。
可选地,第二送料装置302包括:第二放卷43,用于沿第二送料方向输送底膜3021;第二收卷44,用于收集集流体组件30;至少一个第二导向辊45,沿第二送料方向设置于第二放卷43与第二收卷44之间,第二导向辊45用于支撑底膜3021或集流体组件30,以使底膜3021或集流体组件30按照第二导向辊45的排布路径被运送。
具体地,第二放卷43上具有成卷的底膜3021,第二放卷43转动能够持续释放底膜3021置涂布装置303处,底膜3021经涂布装置303处涂布粘结剂后形成基膜3031并被第二送料装置302运送至转移装置304处;第二收卷44转动能够收集结合了金属层32的基膜3031,即集流体组件30;第二导向辊45的数量可以根据加工需要进行配置。第二放卷43、第二收卷44以及第二导向辊45中的至少一个是主动辊。
优选地,第二放卷43与第二收卷44均为主动辊。
本实施例中,第二送料装置302为卷对卷送料装置,能够持续高效地运送底膜3021至涂布装置303处以制备基膜3031,并将基膜3031运送至转移装置304处以制备集流体组件30;并且能够通过控制第二放卷43、第二收卷44的转速或方向,灵活控制底膜3021、基膜3031以及集流体组件30的运动状态,帮助提高制备集流体30的效率与灵活性。
上述第一送料装置301、第二送料装置302、涂布装置303以及转移装置304可以是分立的装置、部件,组合成设备30;也可以是同一设备中不同的功能模块。
优选地,设备300为一体化设备。
制备集流体组件30的设备300为一体化设备,各个装置作为功能模块能够集成于设备300中,可以通过一个设备300直接得到制备好的集流体组件30,省去了在各个装置之间转移材料的时间以及设备成本,帮助提高集流体组件30的制备效率。
以上对制备集流体30的设备300作了介绍。本申请还提供一种制备集流体30的方法,如图5所示,方法500包括:
S501,提供转印膜3011,转印膜3011具有基底层31以及形成于其上的金属层32;
S502,提供底膜3021,所述底膜3021具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面;
S503,在第一表面上涂布粘结剂以得到基膜3031;
S504,转移金属层32至基膜3031上以形成集流体组件30。
上述方法步骤能够由本申请实施例所述的设备300执行,上述方法步骤中的转印膜3011、底膜3021的相关物化性质以及示例在此不再赘述。
本实施例中,通过将转印膜3011上较薄的金属层32转移至基膜3031上制备集流体组件30,得到的集流体组件30具有较薄的金属层与较轻的质量。相比于直接在底膜3021上制备金属层32的方式,通过粘结剂转移金属层32的方式使得基膜3021的机械性能不会在制备金属层32的过程中受到影响,从而保证了集流体组件30的机械性能。另外,该方法500过程简单,无需复杂的设备即可实现,能够快速、大量地制备集流体组件30,提升集流体组件30的制造效率,有助于集流体组件30的量产。
下面介绍几种在转印膜3011上形成金属层32的方法。
可选地,转印膜3011通过在基底层31上电镀金属层32得到。电镀是利用电解原理在某些导电物质表面镀上一薄层金属或合金的过程。当选择金属或导电高分子材料等导电材料作为基底层31时,能够通过电镀在其表面形成一层金属层32。
本实施例中,通过电镀在基底层31表面形成金属层32,金属层32厚度较薄且厚度可以根据电镀时间等参数进行控制,从而灵活控制集流体组件30的厚度。
可选地,转印膜3011通过在基层31上蒸镀金属层32得到。蒸镀,又称真空蒸镀,属于气相沉积法,是指在真空条件下,采用一定的加热蒸发方式蒸发镀膜材料(或称膜料)并使之气化,粒子飞至基材表面凝聚成膜的工艺方法。如前文实施例所述,基底层31具有光滑的表面以及耐高温的性能,能够在其表面通过蒸镀形成一层金属层32。
本实施例中,基底层31在高温下具有较好的稳定性,其物化性能不会受蒸镀时的高温影响,在基底层31上通过蒸镀能够得到均匀且厚度较薄的金属层32,且金属层32的厚度可以根据蒸镀时间等参数进行控制,从而灵活地控制集流体组件30的厚度。
可选地,转印膜3011通过在基底层31上磁控溅射金属层32得到。磁控溅射,属于物理气相沉积的一种,是利用磁场使靶材料表面形成等离子体与电子,并使得等离子体撞击基材的过程。
可选地,基底层31为离型膜。
可选地,底膜3021为聚合物薄膜。
上述离型膜、聚合物薄膜的物化性质以及示例与装置实施例中一致,具有与装置实施例相应的效果,为了简洁,在此不再赘述。
可选地,在S504中,通过机械剥离将金属层32转移至基膜3031上。
例如,通过辊压转印膜3011与基膜3031以使金属层32转移至基膜3031上;或通过加热辊压转印膜3011与基膜3031以使金属层32转移至基膜3031上。
本申请的实施例中,通过辊压或加热辊压的方式使得转印膜3011与基3031膜紧密接触,金属层32被完整地剥离并与基膜3031结合形成集流体组件30。
可选地,在S504中,通过化学剥离将金属层32转移至基膜3031上。
可选地,在S501中,通过第一送料装置301提供所述转印膜。
可选地,在S502中,通过第二送料装置302提供所述底膜。
应理解,第一送料装置301与第二送料装置302的结构可以相同也可以不同。
本实施例中,通过两个送料装置分别提供转印膜3011与底膜3031,能够对转印膜3011与底膜3031的运动状态进行灵活控制,便于金属层与粘结剂更好地接触,帮助提升制备的集流体组件30的质量。
综上所述本申请实施例提供了一种制备集流体组件30的设备300及方法500,通过该设备300制备的集流体组件30具有轻薄、机械性能良好的优点,能够用于制备超薄集流体,并且该设备300的生产效率高,帮助提升了制备集流体组件30的产能;通过该方法500能够制备出轻薄、机械性能良好的集流体组件30,且该方法500步骤简单容易实现,能够持续高效地制备集流体组件30,帮助提高集流体的生产效率。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (20)
1.一种制备集流体组件的设备,其特征在于,所述设备包括:
第一送料装置,用于提供转印膜,所述转印膜具有基底层以及形成于其上的金属层;
第二送料装置,用于提供底膜,所述底膜具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面;
涂布装置,用于在所述第一表面上涂布粘结剂以得到基膜;
转移装置,用于将所述金属层转移至所述基膜上以得到所述集流体组件。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述基底层为离型膜。
3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述底膜为聚合物薄膜。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的设备,其特征在于,所述转移装置通过机械剥离将所述金属层转移至所述基膜上。
5.根据权利要求4所述的设备,其特征在于,所述转移装置包括:
压力辊和第一辊,所述压力辊与所述第一辊辊压所述转印膜与所述基膜使得所述金属层转移至所述基膜上。
6.根据权利要求4所述的设备,其特征在于,所述转移装置包括:
加热辊和第二辊,所述加热辊和所述第二辊加热辊压所述转印膜与所述基膜使得所述金属层转移至所述基膜上。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的设备,其特征在于,所述第一送料装置与所述第二送料装置的结构相同。
8.根据权利要求7所述的设备,其特征在于,所述第一送料装置包括:
第一放卷,用于沿第一送料方向输送所述转印膜;
第一收卷,用于收集经所述转移装置后的所述转印膜;
至少一个第一导向辊,沿所述第一送料方向设置于所述第一放卷与所述第一收卷之间,所述第一导向辊用于支撑所述转印膜,以使所述转印膜按照所述第一导向辊的排布路径被运送。
9.根据权利要求7所述的设备,其特征在于,所述第二送料装置包括:
第二放卷,用于沿第二送料方向输送所述底膜;
第二收卷,用于收集所述集流体组件;
至少一个第二导向辊,沿所述第二送料方向设置于所述第二放卷与所述第二收卷之间,所述第二导向辊用于支撑所述底膜或所述集流体组件,以使所述底膜或所述集流体组件按照所述第二导向辊的排布路径被运送。
10.根据权利要求8或9所述的设备,其特征在于,所述设备为一体化设备。
11.一种集流体组件的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
提供转印膜,所述转印膜具有基底层以及形成于其上的金属层;
提供底膜,所述底膜具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面;
在所述第一表面上涂布粘结剂以得到基膜;
转移所述金属层至所述基膜上以形成所述集流体组件。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述转印膜通过在所述基底层上电镀所述金属层得到。
13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述转印膜通过在所述基层上蒸镀所述金属层得到。
14.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述基底层为离型膜。
15.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述底膜为聚合物薄膜。
16.根据权利要求11-15中任一项所述的方法,其特征在于,所述转移所述金属层至所述基膜上包括:
通过机械剥离将所述金属层转移至所述基膜上。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述通过机械剥离将所述金属层转移至所述基膜上包括:
辊压所述转印膜与所述基膜以使所述金属层转移至所述基膜上。
18.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述转移所述金属层至所述基膜上包括:
加热辊压所述转印膜与所述基膜以使所述金属层转移至所述基膜上。
19.根据权利要求11-15中任一项所述的方法,其特征在于,所述提供所述转印膜包括:
通过第一送料装置提供所述转印膜。
20.根据权利要求11-15中任一项所述的方法,其特征在于,所述提供所述底膜包括:
通过第二送料装置提供所述底膜。
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