CN211191409U - 一种连铸轧制复合金属带的生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连铸轧制复合金属带的生产线，包括：传动带机构，所述传动带机构包括位于两端的第一传动辊和第二传动辊，所述第一传动辊和第二传动辊之间套装设有传动带；放卷机构，用于放卷与所述传动带同步移动的带材；收卷机构，用于收卷制得的复合金属带；所述传动带机构上设有用于控制金属材料层厚度的控制辊组，所述控制辊组包括位于所述传动带上方的上控制辊和位于所述传动带下方的下控制辊，所述控制辊组的进料侧设有用于添加液态金属的加料装置，并在所述控制辊组的进料侧设置用于使液态金属保持液态和流动性的高温区，在所述控制辊组的出料侧设置用于使带材上的液态金属冷却定型为金属材料层的冷却区。

Description

一种连铸轧制复合金属带的生产线

技术领域

本实用新型涉及一种金属带材生产设备，具体的为一种连铸轧制复合金属带的生产线。

背景技术

锂离子电池的负极是由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。锂离子电池能否成功地制成，关键在于能否制备出可逆地脱/嵌锂离子的负极材料。一般来说，选择一种好的负极材料应遵循以下原则：比能量高；相对锂电极的电极电位低；充放电反应可逆性好；与电解液和粘结剂的兼容性好；比表面积小(<10m²/g)，真密度高(>2.0g/cm³)；嵌锂过程中尺寸和机械稳定性好；资源丰富，价格低廉；在空气中稳定、无毒副作用。目前，已实际用于锂离子电池的负极材料一般都是碳素材料，如石墨、软碳(如焦炭等)、硬碳等。传统的碳素材料虽然在一定程度上能够满足锂离子电池负极的使用要求，但存在能量密度低和重量重等缺陷。

金属锂具有高的容量（理论3860mAh/g），低的密度（0.59g/cm³），低的电化学势（-3.04Vvs.标准氢电极），因此以金属锂作为负极的金属锂二次电池与石墨负极的锂离子电池相比具有电压高能量密度高的优异性能。为了满足锂电池高倍率放电的需求，需采用适用于高倍率放电的超薄正极，因此，与正极容量匹配的金属锂负极也需超薄化。但市售电池级金属锂普遍较厚，仅少量厂家可提供50-100μm、宽度仅为10-50mm的金属锂，且金属锂表面状态较差，与导电基材覆合难度大，覆合强度较低。

现有的锂带生产工艺一般采用挤压成型，如公开号为CN204564801U、CN101497088B的中国专利公开的锂带生产工艺中，最薄可以做到几十微米的厚度。当较厚的金属锂带应用于金属锂电池中，负极容量远远过量于正极容量，这样就造成了负极金属锂的浪费，同时也增加了电池的体积和重量，降低了电池的体积和质量能量密度，不利于金属锂电池极限能量密度的提升。另外，公开号为CN105489845A的中国专利提出了基于PVD的方法制备薄层金属锂基负极，该方法可以制备出较薄厚度的金属锂，但是该方法无法大面积大批量连续生产。

现有的负极金属复合材料一般采用金属锂箔材和金属铜箔材进行复合得到，如公开号为CN108435791A的中国专利公开了一种制备层状铜/锂复合箔材的深冷异步轧制方法，包括如下步骤：第一步：以纯锂和纯铜金属箔材为原料，铜箔的厚度为锂箔的二分之一；第二步：将铜箔和锂箔剪切成长方形；第三步：将铜箔对折，完全包覆好锂箔；第四步：将材料放入深冷箱中进行冷却，冷却10分钟，实现材料温度被均匀冷却；第五步：将材料取出，以压下率在50％左右进行深冷轧制，轧制结束后，轧件温度<-50 ℃；第六步：将轧制后的带材进行对折并叠合，放入深冷箱中重新冷却，冷却时间3-5分钟；第七步：将冷却的材料再进行深冷轧制，压下率维持在50％左右；重复第六步和第七步5-10次，生产出高性能的层状铜/锂双金属复合箔材；第八步：将层状铜/锂双金属复合箔材放入深冷箱中重新冷却，冷却时间3-5分钟；第九步：采用深冷异步轧制，异速比为1.0～1.6，轧制压下量为5～20％；重复第八步和第九步，直到将轧件厚度轧至10～50μm。

该制备层状铜/锂复合箔材的深冷异步轧制方法制备得到的负极金属复合材料具有以下缺点：

1）很难在铜箔表面制备厚度为2～20 um的锂带，即金属锂的厚度较厚，浪费材料；

2）制备的负极金属复合材料中，金属锂和金属铜的结合力往往不够牢固，容易脱落。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种复合金属带连铸轧制生产方法，能够精确控制金属材料层的厚度，即厚度可以更薄以满足储能电极等场景的使用要求，且结合力也更好。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种连铸轧制复合金属带的生产线，包括：

传动带机构，所述传动带机构包括位于两端的第一传动辊和第二传动辊，所述第一传动辊和第二传动辊之间套装设有传动带；

放卷机构，用于放卷与所述传动带同步移动的带材；

收卷机构，用于收卷制得的复合金属带；

所述传动带机构上设有用于控制金属材料层厚度的控制辊组，所述控制辊组包括位于所述传动带上方的上控制辊和位于所述传动带下方的下控制辊，所述控制辊组的进料侧设有用于添加液态金属的加料装置，并在所述控制辊组的进料侧设置用于使液态金属保持液态和流动性的高温区，在所述控制辊组的出料侧设置用于使带材上的液态金属冷却定型为金属材料层的冷却区。

进一步，所述放卷机构放卷带材并由所述第一传动辊导向后与所述传动带同步移动。

进一步，所述下控制辊的最高点与所述第一传动辊、第二传动辊的最高点平齐，并使所述传动带位于水平面上；所述上控制辊与下控制辊之间在竖直方向上的辊缝等于所述传动带的厚度、带材的厚度以及所述金属材料层的预设厚度之和；所述控制辊组的进料侧设有溢流控制板，所述溢流控制板的溢流高度与所述上控制辊的最低点平齐。

进一步，所述上控制辊与所述第一传动辊之间在竖直方向上的间距等于所述传动带的厚度和带材的厚度之和；所述控制辊组的进料侧设有压在传动带上的压辊，所述压辊与所述下控制辊之间在竖直方向上的间距等于所述传动带的厚度和带材的厚度之和，所述上控制辊与下控制辊之间在竖直方向上的辊缝等于所述传动带的厚度、带材的厚度以及所述金属材料层的预设厚度之和；

所述压辊上设有溢流环槽，所述溢流环槽的深度大于等于金属材料层的预设厚度，所述加料装置将液态金属加入到所述压辊与所述控制辊组之间。

进一步，所述第一传动辊的最高点高于所述第二传动辊的最高点，且所述第一传动辊的最高点的高度与所述第二传动辊的最高点的高度之差等于所述金属材料层的预设厚度。

进一步，所述第一传动辊处设有用于回收溢流的液态金属的溢流收料槽。

进一步，所述控制辊组的进料侧设有送料辊，所述送料辊上设有至少一条沿其轴向方向设置并用于将液态金属推向所述控制辊组的推料刷或推料桨。

进一步，所述控制辊组的进料侧还间隔设有至少一根用于使液态金属沿着带材宽度方向均匀布满所述带材的导料辊。

进一步，还包括设置在所述控制辊组出料侧与所述收卷机构之间的精整区，所述精整区内间隔设有至少一组用于精整经所述冷却区冷却定型的所述金属材料层的精整辊组。

进一步，所述精整区内设有用于控制精整温度的精整温度控制装置。

进一步，所述带材采用但不限于铜带、铝带、钢带、镍带、银带、金带或金属材料与非金属材料复合的带材。

进一步，所述带材采用网状箔材或所述带材上阵列设有通孔。

进一步，用于轧制所述金属材料层的金属材料采用但不限于金属锂、金属钠、金属钾、金属镁、金属钙、金属锌、金属铝或金属银；或所述金属材料采用但不限于金属锂、金属钠、金属钾、金属镁、金属钙、金属锌、金属铝和金属银中的至少两种配比而成的合金。

进一步，还包括用于压在带材两侧边缘并使所述带材两侧边缘形成未覆盖所述金属材料层的留白区的压边装置。

进一步，当初始状态时，带材的两个侧面上均未成型金属材料层，所述压边装置包括分别位于所述传动带上方两侧的上压边座，所述上压边座的底面上设有用于与所述带材的上侧面边缘接触配合的上压边；或，所述压边装置包括分别位于所述传动带上方两侧和下方两侧的上压边座和下压边座，所述上压边座的底面上设有用于与所述带材的上侧面边缘接触配合的上压边，所述下压边座的顶面上设有用于与所述带材的下侧面边缘接触配合的下压边。

进一步，当初始状态时，带材的一个侧面上已经成型有所述金属材料层，所述压边装置包括分别位于所述传动带上方两侧和下方两侧的上压边座和下压边座，所述上压边座的底面上设有用于与所述带材的上侧面边缘接触配合的上压边，所述下压边座的顶面上设有用于与所述带材的下侧面边缘接触配合的下压边。

进一步，所述下控制辊与所述传动带之间设有位于所述传送带下方的冷温区，所述冷温区用于使已经成型的金属材料层不被融化。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型连铸轧制复合金属带的生产线，利用传动带驱动带材同步移动，降低对带材抗拉强度的要求，并在控制辊组的进料侧直接加入液态金属，利用控制辊组控制液态金属的厚度，液态金属在控制辊组和带材的共同作用下移动至位于控制辊组出料侧的冷却区，经冷却区冷却定型后得到复合在带材上的金属材料层，由于液态金属的流动性高，因此液态金属的厚度可以控制得很薄，当将复合金属带用作储能电极时，可满足使用要求；另外，由于液态金属的温度较高，经过高温至低温冷却的过程，能够提高金属材料层与带材之间的结合力强度。

通过设置精整区，不仅可以精整金属材料层的厚度以及控制金属材料层的表面精度，而且在精整过程中，通过对温度的控制，能够有效消除金属材料层内的内应力，提高金属材料层的塑性，防止金属材料层内出现裂纹等缺陷，提高产品质量。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型连铸轧制复合金属带的生产线实施例1的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图2的B详图；

图4为图1中的连铸轧制复合金属带的生产线的轧制原理示意图；

图5为本实施例连铸轧制复合金属带的生产线的第二种结构示意图；

图6为图5的C-C剖视图；

图7为图6的D详图；

图8为图5中的连铸轧制复合金属带的生产线的轧制原理示意图；

图9为压辊的结构示意图；

图10a为带材采用实心结构并在一侧复合金属材料层时的复合金属带的结构示意图；

图10b为带材上阵列设置通孔并在一侧复合金属材料层时的复合金属带的结构示意图；

图11为本实用新型连铸轧制复合金属带的生产线实施例2的结构示意图；

图12为本实施例连铸轧制复合金属带的生产线的第二种结构示意图；

图13为图12的E-E剖视图；

图14为图13的F详图；

图15为带材采用实心结构并在两侧复合金属材料层时的复合金属带的结构示意图；

图16为带材上阵列设置通孔并在两侧复合金属材料层时的复合金属带的结构示意图。

附图标记说明：

1-带材；2-复合金属带；3-金属材料层；4-留白区；

11-第一传动辊；12-第二传动辊；13-传动带；14-上控制辊；15-下控制辊；16-溢流控制板；16a-溢流口；17-高温区；18-冷却区；19-轧辊组；20-压辊；21-溢流环槽；22-导料辊；23-上压边座；24-上压边；25-下压边座；26-下压边；27-低温区；28-送料辊；

30-放卷机构；

40-收卷机构；

50-精整区；51-精整辊组。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示，为本实用新型连铸轧制复合金属带的生产线实施例1的结构示意图。本实施例的连铸轧制复合金属带的生产线，包括：

传动带机构，传动带机构包括位于两端的第一传动辊11和第二传动辊12，第一传动辊11和第二传动辊12之间套装设有传动带13；

放卷机构30，用于放卷与传动带13同步移动的带材1；

收卷机构40，用于收卷制得的复合金属带2；

传动带机构上设有用于控制金属材料层厚度的控制辊组，控制辊组包括位于传动带13上方的上控制辊14和位于传动带13下方的下控制辊15，控制辊组的进料侧设有用于添加液态金属的加料装置，并在控制辊组的进料侧设置用于使液态金属保持液态和流动性的高温区17，在控制辊组的出料侧设置用于使带材上的液态金属冷却定型为金属材料层的冷却区18。

本实施例连铸轧制复合金属带的生产线，利用传动带驱动带材同步移动，降低对带材抗拉强度的要求，并在控制辊组的进料侧直接加入液态金属，利用控制辊组控制液态金属的厚度，液态金属在控制辊组和带材的共同作用下移动至位于控制辊组出料侧的冷却区，经冷却区冷却定型后得到复合在带材上的金属材料层，由于液态金属的流动性高，因此液态金属的厚度可以控制得很薄，当将复合金属带用作储能电极时，可满足使用要求；另外，由于液态金属的温度较高，经过高温至低温冷却的过程，能够提高金属材料层与带材之间的结合力强度。

进一步，本实施例的放卷机构放卷带材1并由第一传动辊11导向后与传动带13同步移动。液态金属层以及金属材料层3的厚度控制可以采用多种方式实现。本实施例提供以下两种方式实现对液态金属层以及金属材料层3的厚度控制。

第一种方式：下控制辊15的最高点与第一传动辊11、第二传动辊12的最高点平齐，并使传动带13位于水平面上；上控制辊14与下控制辊15之间在竖直方向上的辊缝等于传动带13的厚度、带材1的厚度以及金属材料层3的预设厚度之和。控制辊组的进料侧设有溢流控制板16，溢流控制板16的溢流高度与上控制辊的最低点平齐。具体的，溢流控制板16设有溢流口16a，溢流口16a的最低点与上控制辊14的最低点平齐，如图1-4所示。如此，加料装置将液态金属加入到溢流控制板与控制辊组之间的传动带13上，由控制辊组控制液态金属的流通高度，进而控制金属材料层3的成型厚度。为了防止因液态金属过多导致液体金属的厚度存在较大波动的问题，利用设置在溢流控制板16上的溢流口16a将多余的液体金属排出，保持溢流控制板16与控制辊组之间液体金属的容量相对稳定，能够更好地控制金属材料层3的成型厚度。

第二种方式：上控制辊14与第一传动辊11之间在竖直方向上的间距等于传动带13的厚度和带材1的厚度之和；控制辊组的进料侧设有压在传动带上的压辊20，压辊20与下控制辊15之间在竖直方向上的间距等于传动带13的厚度和带材1的厚度之和，上控制辊14与下控制辊15之间在竖直方向上的辊缝等于传动带13的厚度、带材1的厚度以及金属材料层3的预设厚度之和。具体的，压辊20上设有溢流环槽21，溢流环槽21的深度大于等于金属材料层3的预设厚度，加料装置将液态金属加入到压辊20与控制辊组之间，如图5-9所示。如此，也可防止因液态金属过多导致液体金属的厚度存在较大波动的问题，利用设置在压辊20上的溢流环槽21将多余的液体金属排出，保持压辊20与控制辊组之间液体金属的容量相对稳定，能够更好地控制金属材料层3的成型厚度。优选的，溢流环槽21沿轴向方向间隔设置在压辊20上。优选的，第一传动辊11的最高点高于第二传动辊12的最高点，且第一传动辊11的最高点的高度与第二传动辊12的最高点的高度之差等于金属材料层3的预设厚度，如此，可使位于压辊20下游侧的传动带13始终保持水平，便于金属材料层3的成型控制。

进一步，第一传动辊11处设有用于回收溢流的液态金属的溢流收料槽，用于回收溢流的液态金属，回收的液态金属可循环利用。

进一步，控制辊组的进料侧设有送料辊28，送料辊28上设有至少一条沿其轴向方向设置并用于将液态金属推向控制辊组的推料刷或推料桨。具体的，送料辊28设置在溢流控制板与控制辊组之间或设置在压辊20与控制辊组之间，用于推动液态金属，使液态金属始终填充满上控制辊14与带材1之间的间隙，即使金属材料层3在长度方向上的成型厚度更加均匀。

进一步，控制辊组的进料侧还间隔设有至少一根用于使液态金属沿着带材宽度方向均匀布满带材的导料辊22，可使液态金属在带材1宽度方向均匀分布，使金属材料层3在宽度方向上的成型厚度更加均匀。

进一步，本实施例的连铸轧制复合金属带的生产线还包括设置在控制辊组出料侧与收卷机构40之间的精整区50，精整区50内间隔设有至少一组用于精整经冷却区冷却定型的金属材料层的精整辊组51。具体的，精整区50内设有用于控制精整温度的精整温度控制装置。通过设置精整区，不仅可以精整金属材料层的厚度以及控制金属材料层的表面精度，而且在精整过程中，通过对温度的控制，能够有效消除金属材料层内的内应力，提高金属材料层的塑性，防止金属材料层内出现裂纹等缺陷，提高产品质量。优选的，在精整区的上游侧，还可以设置轧辊组19对轧制复合金属带，使金属材料层3更加致密和均匀。

进一步，带材1采用但不限于铜带、铝带、钢带、镍带、银带、金带或金属材料与非金属材料复合的带材，即本实施例的带材1均可用作储能电极的集流体。具体的，带材可以采用网状箔材，可以在带材上阵列设置通孔。当仅在带材1的一个侧面设置金属材料层时，使金属材料层嵌入到带材1的网孔内或通孔内，增加结合力，当在带材1的两侧侧面均设置金属材料层时，使带材1两侧的金属材料层通过网孔或通孔连接在一起，进一步增加结合力。如图10a所示，为带材1采用实心结构时在带材1的一侧侧面上复合金属材料层3后的结构示意图。如图10b所示，为在带材1上设置通孔时在带材1的一侧侧面上复合金属材料层3后的结构示意图。具体的，金属材料采用但不限于金属锂、金属钠、金属钾、金属镁、金属钙、金属锌、金属铝或金属银；或金属材料采用但不限于金属锂、金属钠、金属钾、金属镁、金属钙、金属锌、金属铝和金属银中的至少两种配比而成的合金。即本实施例选用的金属材料可用作储能电极的活性材料，也即本实施例的复合金属带可用作储能电极，具体的，本实施例的带材采用铜带，金属材料采用金属锂。具体的，本实施例金属锂材料的液态金属的温度与金属铜的熔点相当，如液态金属锂的温度范围可以在800-1400℃，如此，液态金属锂喷涂到铜带后，能够有效增强金属锂与铜带的结合力。

进一步，本实施例的连铸轧制复合金属带的生产线还还包括用于压在带材1两侧边缘并使带材1两侧边缘形成未覆盖金属材料层的留白区的压边装置。具体的，当初始状态时，带材的两个侧面上均未成型金属材料层，压边装置包括分别位于传动带13上方两侧的上压边座23，上压边座23的底面上设有用于与带材1的上侧面边缘接触配合的上压边24；如图2和图3所示。或，压边装置包括分别位于传动带13上方两侧和下方两侧的上压边座23和下压边座25，上压边座23的底面上设有用于与带材1的上侧面边缘接触配合的上压边24，下压边座25的顶面上设有用于与带材1的下侧面边缘接触配合的下压边26，如图7和图8所示。下压边24和下压边26均采用耐高温且质地柔软的材料制成，且与带材1之间的摩擦阻力较小；根据金属材料的不同，下压边24和下压边26还需具有不粘连金属材料的特性，不再累述。通过设置压边装置，能够有效防止液态金属进入到带材1的两侧边缘，即在带材1的两侧边缘形成未覆盖金属材料层的留白区4，当复合金属带用作储能电极时，留白区可用作集流体的极耳，而不用再在带材1上单独加工极耳。

下面结合上述连铸轧制复合金属带的生产线对本实施例的连铸轧制复合金属带的生产方法的具体实施方式作详细说明。

本实施例连铸轧制复合金属带的生产方法，放卷带材1并使带材随着传动带13同步移动，在控制辊组的进料侧加入液态金属，利用设置在控制辊组进料侧的高温区17使液态金属保持液态和流动性，利用控制辊组控制液态金属的厚度，利用设置在控制辊组出料侧的冷却区18使位于带材1上的液态金属冷却定型为复合在带材1上的金属材料层，得到复合金属带2。

本实施例的连铸轧制复合金属带的生产方法，利用传动带驱动带材同步移动，降低对带材抗拉强度的要求，并在控制辊组的进料侧直接加入液态金属，利用控制辊组控制液态金属的厚度，液态金属在控制辊组和带材的共同作用下移动至位于控制辊组出料侧的冷却区，经冷却区冷却定型后得到复合在带材上的金属材料层，由于液态金属的流动性高，因此液态金属的厚度可以控制得很薄，当将复合金属带用作储能电极时，可满足使用要求；另外，由于液态金属的温度较高，经过高温至低温冷却的过程，能够提高金属材料层与带材之间的结合力强度。

进一步，使带材1在第一传动辊11的导向作用下进入到传动带机构并随着传动带13同步移动，即带材1绕过传动辊11后与传动带13同步移动，传动辊11处的最大点为带材1的最高点。液态金属以及金属材料层3的厚度控制可以采用多种方式实现。本实施例提供以下两种方式实现对液态金属层以及金属材料层3的厚度控制。

第一种方式：将上控制辊14与下控制辊154之间在竖直方向上的间距设为等于传动带13的厚度、带材1的厚度以及金属材料层3的预设厚度之和；设置下控制辊15的最高点与第一传动辊11、第二传动辊12的最高点平齐，使传动带13位于水平面上。控制辊组的进料侧设有溢流控制板16，溢流控制板16的溢流高度与上控制辊的最低点平齐。具体的，溢流控制板16设有溢流口16a，溢流口16a的最低点与上控制辊14的最低点平齐，如图1-4所示。如此，加料装置将液态金属加入到溢流控制板与控制辊组之间的传动带13上，由控制辊组控制液态金属的流通高度，进而控制金属材料层3的成型厚度。为了防止因液态金属过多导致液体金属的厚度存在较大波动的问题，利用设置在溢流控制板16上的溢流口16a将多余的液体金属排出，保持溢流控制板16与控制辊组之间液体金属的容量相对稳定，能够更好地控制金属材料层3的成型厚度。

第二种方式：将上控制辊14与第一传动辊11之间在竖直方向上的辊缝设为等于传动带13的厚度和带材1的厚度之和；在控制辊组的进料侧设置压在传动带上的压辊20，将压辊20与下控制辊15之间在竖直方向上的间距设为等于传动带13的厚度和带材1的厚度之和，将上控制辊14与下控制辊15之间在竖直方向上的辊缝设为等于传动带13的厚度、带材1的厚度以及金属材料层3的预设厚度之和；在压辊20上设置溢流环槽21，将溢流环槽21的深度设为大于等于金属材料层3的预设厚度，加料装置将液态金属加入到压辊20与控制辊组之间。如图5-9所示。如此，也可防止因液态金属过多导致液体金属的厚度存在较大波动的问题，利用设置在压辊20上的溢流环槽21将多余的液体金属排出，保持压辊20与控制辊组之间液体金属的容量相对稳定，能够更好地控制金属材料层3的成型厚度。优选的，溢流环槽21沿轴向方向间隔设置在压辊20上。优选的，第一传动辊11的最高点高于第二传动辊12的最高点，且第一传动辊11的最高点的高度与第二传动辊12的最高点的高度之差等于金属材料层3的预设厚度，如此，可使位于压辊20下游侧的传动带13始终保持水平，便于金属材料层3的成型控制。

进一步，在控制辊组的进料侧设置送料辊28，并在送料辊28上设置至少一条沿其轴向方向设置并用于将液态金属推向控制辊组的推料刷或推料桨，使液态金属填充满上控制辊与带材之间的缝隙。具体的，送料辊28设置在溢流控制板与控制辊组之间或设置在压辊20与控制辊组之间，用于推动液态金属，使液态金属始终填充满上控制辊14与带材1之间的间隙，即使金属材料层3在长度方向上的成型厚度更加均匀。

进一步，在控制辊组的进料侧间隔设置至少一根导料辊22，利用导料辊22使液态金属沿着传动带宽度方向均匀布满带材，使金属材料层3在宽度方向上的成型厚度更加均匀。

进一步，当金属材料层冷却成型后，对金属材料层进行精整，利用间隔设置的至少一组精整辊组51精整金属材料层3，使金属材料层3的厚度和表面精度达到设定范围。具体的，在精整过程中，还需控制精整温度，使金属材料层保持在便于其精整的温度范围内。精整不仅可以精整金属材料层的厚度以及控制金属材料层的表面精度，而且在精整过程中，通过对温度的控制，能够有效消除金属材料层内的内应力，提高金属材料层的塑性，防止金属材料层内出现裂纹等缺陷，提高产品质量。

进一步，带材1采用但不限于铜带、铝带、钢带、镍带、银带、金带或金属材料与非金属材料复合的带材，即本实施例的带材1均可用作储能电极的集流体。具体的，带材可以采用网状箔材，可以在带材上阵列设置通孔。当仅在带材1的一个侧面设置金属材料层时，使金属材料层嵌入到带材1的网孔内或通孔内，增加结合力，当在带材1的两侧侧面均设置金属材料层时，使带材1两侧的金属材料层通过网孔或通孔连接在一起，进一步增加结合力。如图10a所示，为带材1采用实心结构时在带材1的一侧侧面上复合金属材料层3后的结构示意图。如图10b所示，为在带材1上设置通孔时在带材1的一侧侧面上复合金属材料层3后的结构示意图。具体的，金属材料采用但不限于金属锂、金属钠、金属钾、金属镁、金属钙、金属锌、金属铝或金属银；或金属材料采用但不限于金属锂、金属钠、金属钾、金属镁、金属钙、金属锌、金属铝和金属银中的至少两种配比而成的合金。即本实施例选用的金属材料可用作储能电极的活性材料，也即本实施例的复合金属带可用作储能电极，具体的，本实施例的带材采用铜带，金属材料采用金属锂。具体的，本实施例金属锂材料的液态金属的温度与金属铜的熔点相当，如液态金属锂的温度范围可以在800-1400℃，如此，液态金属锂喷涂到铜带后，能够有效增强金属锂与铜带的结合力。

进一步，控制金属材料层3的轧制宽度，并在带材1的两侧边缘分别形成未覆盖金属材料层的留白区4。具体的，本实施例利用压边装置压在带材1的两侧边缘，使液态金属无法流入到被压边装置压住的区域，最终在带材的两侧边缘形成留白区4。具体的，当初始状态时，带材1的两个侧面上均未成型金属材料层，仅在传动带13上方两侧分别设置上压边座23，并在上压边座23的底面设置用于与带材1的上侧面边缘接触配合的上压边24；如图2和图3所示。或，在传动带13的上方两侧和下方两侧分别设置上压边座23和下压边座25，在上压边座23的底面设置用于与带材1的上侧面边缘接触配合的上压边24，在下压边座25的顶面设置用于与带材1的下侧面边缘接触配合的下压边26，如图7和图8所示。下压边24和下压边26均采用耐高温且质地柔软的材料制成，且与带材1之间的摩擦阻力较小；根据金属材料的不同，下压边24和下压边26还需具有不粘连金属材料的特性，不再累述。通过设置压边装置，能够有效防止液态金属进入到带材1的两侧边缘，即在带材1的两侧边缘形成未覆盖金属材料层的留白区4，当复合金属带用作储能电极时，留白区可用作集流体的极耳，而不用再在带材1上单独加工极耳。

实施例2

如图11所示，为本实用新型连铸轧制复合金属带的生产线实施例2的结构示意图。本实施例的连铸轧制复合金属带的生产线，包括：

传动带机构，传动带机构包括位于两端的第一传动辊11和第二传动辊12，第一传动辊11和第二传动辊12之间套装设有传动带13；

放卷机构30，用于放卷与传动带13同步移动的带材1；

收卷机构40，用于收卷制得的复合金属带2；

传动带机构上设有用于控制金属材料层厚度的控制辊组，控制辊组包括位于传动带13上方的上控制辊14和位于传动带13下方的下控制辊15，控制辊组的进料侧设有用于添加液态金属的加料装置，并在控制辊组的进料侧设置用于使液态金属保持液态和流动性的高温区17，在控制辊组的出料侧设置用于使带材上的液态金属冷却定型为金属材料层的冷却区18。

进一步，本实施例的复合金属带轧制生产设备还包括用于压在带材1两侧边缘并使带材1两侧边缘形成未覆盖金属材料层的留白区4的压边装置。当初始状态时，带材1的一个侧面上已经轧制有金属材料层3，压边装置包括分别位于传动带上方两侧和下方两侧的上压边座23和下压边座25，上压边座23的底面上设有用于与带材的上侧面边缘接触配合的上压边24，下压边座25的顶面上设有用于与带材的下侧面边缘接触配合的下压边26。具体的，此时位于控制辊组进料侧的传动带13的下方设有用于使金属材料层3不被融化的低温区27。

本实施例连铸轧制复合金属带的生产线的其他实施方式与实施例1相同，不再一一累述。

下面结合上述连铸轧制复合金属带的生产线对本实施例的连铸轧制复合金属带的生产方法的具体实施方式作详细说明。

本实施例连铸轧制复合金属带的生产方法，放卷带材1并使带材随着传动带13同步移动，在控制辊组的进料侧加入液态金属，利用设置在控制辊组进料侧的高温区17使液态金属保持液态和流动性，利用控制辊组控制液态金属的厚度，利用设置在控制辊组出料侧的冷却区18使位于带材1上的液态金属冷却定型为复合在带材1上的金属材料层，得到复合金属带2。

进一步，控制金属材料层3的轧制宽度，并在带材1的两侧边缘分别形成未覆盖金属材料层的留白区4。具体的，本实施例利用压边装置压在带材1的两侧边缘，使液态金属无法流入到被压边装置压住的区域，最终在带材的两侧边缘形成留白区4。具体的，当初始状态时，带材1的一个侧面上已经成型有金属材料层3，在传动带13的上方两侧和下方两侧分别设置上压边座23和下压边座25，在上压边座23的底面设置用于与带材1的上侧面边缘接触配合的上压边24，在下压边座25的顶面设置用于与带材1的下侧面边缘接触配合的下压边25。具体的，在控制辊组进料侧的传动带13的下方设置用于使已经轧制的金属材料层不被融化的低温区27。下压边24和下压边26均采用耐高温且质地柔软的材料制成，且与带材1之间的摩擦阻力较小；根据金属材料的不同，下压边24和下压边26还需具有不粘连金属材料的特性，不再累述。通过设置压边装置，能够有效防止液态金属进入到带材1的两侧边缘，即在带材1的两侧边缘形成未覆盖金属材料层的留白区4，当复合金属带用作储能电极时，留白区可用作集流体的极耳，而不用再在带材1上单独加工极耳。

本实施例连铸轧制复合金属带的生产方法的其他实施方式与实施例1相同，不再一一累述。

注：本文所述“液态金属”指流动性达到设定要求的熔融态金属或者温度超过金属材料沸点的液态金属，不再累述。

本文所述“金属材料层的预设厚度”为考虑热胀冷缩后的厚度值，也即金属材料层的成型厚度满足：h=δH，其中，h为金属材料层的成型厚度，H为本文所述“金属材料层的预设厚度”，δ为金属材料的热胀冷缩率。

在生产复合金属带的过程中，根据带材以及用于成型金属材料层的金属材料的材质的选择不同，需采用对应的气氛环境以及在设定的温度以及干燥度环境下，这些环境设置均可根据带材和金属材料进行调整和选择，对本领域技术人员而言，不存在技术障碍，不再累述。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (17)

1.一种连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：包括：

传动带机构，所述传动带机构包括位于两端的第一传动辊和第二传动辊，所述第一传动辊和第二传动辊之间套装设有传动带；

放卷机构，用于放卷与所述传动带同步移动的带材；

收卷机构，用于收卷制得的复合金属带；

所述传动带机构上设有用于控制金属材料层厚度的控制辊组，所述控制辊组包括位于所述传动带上方的上控制辊和位于所述传动带下方的下控制辊，所述控制辊组的进料侧设有用于添加液态金属的加料装置，并在所述控制辊组的进料侧设置用于使液态金属保持液态和流动性的高温区，在所述控制辊组的出料侧设置用于使带材上的液态金属冷却定型为金属材料层的冷却区。

2.根据权利要求1所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述放卷机构放卷带材并由所述第一传动辊导向后与所述传动带同步移动。

3.根据权利要求2所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述下控制辊的最高点与所述第一传动辊、第二传动辊的最高点平齐，并使所述传动带位于水平面上；所述上控制辊与下控制辊之间在竖直方向上的辊缝等于所述传动带的厚度、带材的厚度以及所述金属材料层的预设厚度之和；所述控制辊组的进料侧设有溢流控制板，所述溢流控制板的溢流高度与所述上控制辊的最低点平齐。

4.根据权利要求2所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述上控制辊与所述第一传动辊之间在竖直方向上的间距等于所述传动带的厚度和带材的厚度之和；所述控制辊组的进料侧设有压在传动带上的压辊，所述压辊与所述下控制辊之间在竖直方向上的间距等于所述传动带的厚度和带材的厚度之和，所述上控制辊与下控制辊之间在竖直方向上的辊缝等于所述传动带的厚度、带材的厚度以及所述金属材料层的预设厚度之和；

所述压辊上设有溢流环槽，所述溢流环槽的深度大于等于金属材料层的预设厚度，所述加料装置将液态金属加入到所述压辊与所述控制辊组之间。

5.根据权利要求4所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述第一传动辊的最高点高于所述第二传动辊的最高点，且所述第一传动辊的最高点的高度与所述第二传动辊的最高点的高度之差等于所述金属材料层的预设厚度。

6.根据权利要求3-5任一项所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述第一传动辊处设有用于回收溢流的液态金属的溢流收料槽。

7.根据权利要求1所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述控制辊组的进料侧设有送料辊，所述送料辊上设有至少一条沿其轴向方向设置并用于将液态金属推向所述控制辊组的推料刷或推料桨。

8.根据权利要求1所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述控制辊组的进料侧还间隔设有至少一根用于使液态金属沿着带材宽度方向均匀布满所述带材的导料辊。

9.根据权利要求1所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：还包括设置在所述控制辊组出料侧与所述收卷机构之间的精整区，所述精整区内间隔设有至少一组用于精整经所述冷却区冷却定型的所述金属材料层的精整辊组。

10.根据权利要求9所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述精整区内设有用于控制精整温度的精整温度控制装置。

11.根据权利要求1所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述带材采用铜带、铝带、钢带、镍带、银带、金带或金属材料与非金属材料复合的带材。

12.根据权利要求11所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述带材采用网状箔材或所述带材上阵列设有通孔。

13.根据权利要求1所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：用于轧制所述金属材料层的金属材料采用金属锂、金属钠、金属钾、金属镁、金属钙、金属锌、金属铝和金属银中的至少一种或至少两种配比而成的合金。

14.根据权利要求1-5,7-13任一项所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：还包括用于压在带材两侧边缘并使所述带材两侧边缘形成未覆盖所述金属材料层的留白区的压边装置。

15.根据权利要求14所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：当初始状态时，带材的两个侧面上均未成型金属材料层，所述压边装置包括分别位于所述传动带上方两侧的上压边座，所述上压边座的底面上设有用于与所述带材的上侧面边缘接触配合的上压边；或，所述压边装置包括分别位于所述传动带上方两侧和下方两侧的上压边座和下压边座，所述上压边座的底面上设有用于与所述带材的上侧面边缘接触配合的上压边，所述下压边座的顶面上设有用于与所述带材的下侧面边缘接触配合的下压边。

16.根据权利要求14所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：当初始状态时，带材的一个侧面上已经成型有所述金属材料层，所述压边装置包括分别位于所述传动带上方两侧和下方两侧的上压边座和下压边座，所述上压边座的底面上设有用于与所述带材的上侧面边缘接触配合的上压边，所述下压边座的顶面上设有用于与所述带材的下侧面边缘接触配合的下压边。

17.根据权利要求16所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述下控制辊与所述传动带之间设有位于所述传送带下方的冷温区，所述冷温区用于使已经成型的金属材料层不被融化。

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