CN214920415U - 熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，包括放卷机构、熔涂复合成型装置和收卷机构：熔涂复合成型装置包括用于控制熔涂复合的金属锂层或锂合金层的厚度的控制辊组，控制辊组包括轴线相互平行的两根控制辊；两根控制辊的进料侧设有用于加入熔融金属锂或熔融锂合金的送料装置、出料侧设有使金属锂/锂合金复合带降温定型的冷却区；送料装置包括送料通道，送料通道包括靠近金属箔材设置的上内挡板和位于上内挡板背向金属箔材一侧的上外挡板，送料通道的下方与金属箔材及对应的控制辊之间形成熔涂复合区，熔涂复合区内设有用于破坏熔融金属锂或熔融锂合金的表面张力并使熔融金属锂或熔融锂合金与金属箔材复合在一起的熔涂复合辊。

Description

熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备

技术领域

本实用新型涉及一种金属带材生产设备，具体的为一种熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备。

背景技术

公开号为CN111822662A的中国专利申请公开了一种复合金属带连续生产设备，包括：放卷机构：用于连续放卷基材；挤压成型装置：用于在基材的至少一侧侧面上挤压成型金属层并得到复合金属带；收卷机构：用于收卷制备得到的复合金属带；所述挤压成型装置包括挤压辊组，所述挤压辊组包括轴线相互平行的两根挤压辊；两根所述挤压辊的进料侧设有用于加入熔融金属材料的送料装置；所述挤压辊组的进料侧设有用于使熔融金属材料保持熔融状态的高温区，所述挤压辊组的出料侧设有使复合金属带降温定型的冷却区；所述放卷机构和收卷机构之间设有用于使基材从两根所述挤压辊之间穿过的导向机构。

该复合金属带连续生产设备虽然在一定程度上能够满足复合金属带的连续生产要求，但用于生产金属锂/锂合金复合带时，仍存在以下问题：

1、金属锂/锂合金复合带一般用于储能设备的电极，对其厚度有严格的控制；具体的，金属箔材的厚度一般为6um，而金属锂的熔点为180℃，要达到使熔融金属锂或熔融锂合金流过两根挤压辊的技术目的，要求熔融金属锂或熔融锂合金具有一定的流动性，其温度至少需要200℃以上，熔融的金属锂或锂合金与金属箔材长时间接触，导致金属箔材升温从而降低其抗拉强度，再由于该复合金属带连续生产设备中，金属箔材穿过两根挤压辊时的张力较大，容易将金属箔材拉断，从而导致生产中断；

2、冷却区内的冷却时间和冷却温度影响金属锂/锂合金复合带的成型质量，该复合金属带连续生产设备中，金属锂/锂合金复合带在冷却区内的冷却时间过长，会导致金属锂层或锂合金层产生裂纹，裂纹的存在容易导致锂枝晶生长，影响储能设备安全性；

3、熔融金属锂或熔融锂合金液滴具有较强的表面张力，仅仅采用挤压辊挤压的方式无法将熔融金属锂或熔融锂合金较好地涂布到金属箔材上，即无法保证生产得到的金属锂/锂合金复合带的质量。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，能够避免金属箔材被拉断，提高设备稳定性。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，包括：

放卷机构：用于连续放卷金属箔材；

熔涂复合成型装置：用于将金属锂层或锂合金层熔涂复合在金属箔材的至少一侧侧面上并得到金属锂/锂合金复合带；

收卷机构：用于收卷制备得到的金属锂/锂合金复合带；

所述熔涂复合成型装置包括用于控制熔涂复合的金属锂层或锂合金层的厚度的控制辊组，所述控制辊组包括轴线相互平行的两根控制辊；

两根所述控制辊的进料侧设有用于加入熔融金属锂或熔融锂合金的送料装置、出料侧设有使所述金属锂/锂合金复合带降温定型的冷却区；

所述送料装置包括送料通道，所述送料通道包括靠近所述金属箔材设置的上内挡板和位于所述上内挡板背向所述金属箔材一侧的上外挡板，所述送料通道的下方与金属箔材及对应的所述控制辊之间形成熔涂复合区，所述熔涂复合区内设有用于破坏熔融金属锂或熔融锂合金的表面张力并使熔融金属锂或熔融锂合金与金属箔材复合在一起的熔涂复合辊。

进一步，所述冷却区内设有冷风通道，所述冷风通道包括靠近所述金属箔材设置的下内挡板和位于所述下内挡板背向所述金属箔材一侧的下外挡板，所述冷风通道的上方与金属锂/锂合金复合带及对应的所述控制辊之间形成冷却定型区，经所述冷风通道吹入的冷却介质到达所述冷却定型区并使所述金属锂/锂合金复合带降温定型。

进一步，两根所述控制辊之间设有用于调节辊缝的辊缝调节机构。

进一步，所述熔涂复合辊相对于所述金属箔材的距离可调节。

进一步，所述熔涂复合辊采用刷辊或刮辊。

进一步，当所述金属箔材与其中一根所述控制辊之间始终保持接触配合时，所述送料通道设为一个并位于所述金属箔材面向另一根所述控制辊的一侧。

进一步，所述熔涂复合辊设为一根并位于所述熔涂复合区内，所述金属箔材背向所述熔涂复合区的一侧与所述熔涂复合辊对应设有承压辊。

进一步，当所述金属箔材与两根所述控制辊之间分别设有熔涂间隙时，所述送料通道设为两个并分别位于所述金属箔材的两侧。

进一步，所述熔涂复合辊设为两跟并分别对应设置所述金属箔材的两侧。

进一步，所述送料通道内设有溢流槽，所述溢流槽内设有使熔融金属锂或熔融锂合金溢流至对应的所述熔涂复合辊的溢流口。

进一步，所述冷风通道内设有延伸至所述冷却定型区内的导流板，所述导流板将所述冷风通道分隔为进风通道和出风通道，所述进风通道和所述出风通道通过所述冷却定型区相连通。

进一步，还包括用于对所述控制辊加热的控制辊加热装置；所述控制辊加热装置采用设置在所述控制辊内的加热元件；或，所述控制辊加热装置采用用于对所述控制辊表面加热的电涡流加热装置或辐射加热装置，所述控制辊加热装置设置在所述上外挡板和下外挡板之间。

进一步，还包括用于将所述控制辊上附着的熔融金属锂或熔融锂合金刮落的刮刀；所述刮刀的下方设有收集盒。

进一步，还包括两组张力平衡辊组，两组所述张力平衡棍组中，其中一组所述张力平衡棍组设置在所述熔涂复合区背向所述冷却定型区的一侧并用于对金属箔材施加平衡其张力的摩擦力，另一组所述张力平衡辊组设置在所述冷却定型区背向所述熔涂复合区的一侧并用于对金属锂/锂合金复合带施加平衡其张力的摩擦力。

进一步，所述冷却定型区与所述收卷机构之间设有用于控制金属锂层或锂合金层的厚度的至少一段厚度控制工段，所述厚度控制工段包括厚度控制区，所述厚度控制区内设有分别位于所述金属锂/锂合金复合带两侧的厚度控制轧辊；

所述厚度控制区以所述金属锂/锂合金复合带为分界面并分为第一温区和第二温区；当控制面向所述第一温区的金属锂层或锂合金层的厚度时，所述第一温区设为高温区、第二温区设为低温区；当控制面向所述第二温区的金属锂层或锂合金层的厚度时，所述第二温区设为高温区、第一温区设为低温区；所述高温区内的温度高于所述低温区的温度，所述高温区内设有用于对对应的所述厚度控制轧辊加热的轧辊加热装置。

进一步，所述轧辊加热装置采用设置在所述厚度控制轧辊内的加热元件；或，所述轧辊加热装置采用用于对所述厚度控制轧辊的表面加热的电涡流加热装置或辐射加热装置，所述轧辊加热装置与金属锂/锂合金复合带之间设有轧制隔热板。

进一步，所述厚度控制工段还包括位于所述厚度控制区前侧的温控过渡区。

进一步，所述厚度控制工段与所述冷却定型区之间还设有保温工段。

进一步，所述厚度控制工段与所述收卷机构之间设有用于精整所述金属锂/锂合金复合带的精整工段。

进一步，所述精整工段内设有至少一个精整区，所述精整区内设有分别位于所述金属锂/锂合金复合带两侧的精整辊，且所述精整区内还设有分别位于所述金属锂/锂合金复合带两侧并用于对对应的所述精整辊加热的精整加热装置。

进一步，位于最后端的所述精整区内的所述精整辊为用于控制所述金属锂/锂合金复合带表面光洁度的表面精整辊。

进一步，所述精整加热装置采用设置在所述精整辊内的加热元件；或，所述精整加热装置采用用于对所述精整辊的表面加热的电涡流加热装置或辐射加热装置，所述精整加热装置与所述金属锂/锂合金复合带之间设有精整隔热板。

进一步，所述精整工段与所述收卷机构之间设有用于消除金属锂/锂合金复合带的内应力的回火工段。

进一步，所述放卷机构与所述送料通道之间设有用于在所述金属箔材的两侧边缘分别贴合遮盖膜的遮盖膜贴合机构。

进一步，所述收卷机构的前方设有遮盖膜收卷机构，所述遮盖膜收卷机构包括刀辊，所述刀辊上设有正对所述遮盖膜内侧边缘的切刀。

进一步，所述放卷机构与所述送料通道之间设有用于在所述金属箔材上间隔贴合遮盖条的贴条机构；或，所述放卷机构与所述送料通道之间设有用于在所述金属箔材上贴合覆盖膜的覆盖膜贴合机构和用于将所述覆盖膜从所述金属箔材上揭下从而使所述覆盖膜上间隔设置的遮盖条贴在所述金属箔材上的覆盖膜收卷机构。

进一步，所述放卷机构与所述送料通道之间设有用于在所述金属箔材上刷涂熔融金属锂或熔融锂合金的刷辊机构。

进一步，在所述收卷机构前还设有用于在所述金属锂/锂合金复合带表面复合收卷隔膜的收卷隔膜复合机构。

进一步，所述上内挡板和下内挡板采用隔热板，所述上外挡板采用隔热板或耐温材料制成的板材；所述下外挡板采用隔热板或耐低温材料制成的板材。

进一步，所述金属箔材采用铜箔、铝箔、钢箔、镍箔、银箔或金箔。

进一步，两根所述控制辊的进料侧设有分别用于夹在所述金属箔材两端边缘的夹板机构，所述夹板机构包括夹槽，所述夹槽的两侧壁与所述金属箔材之间分别设有密封条。

进一步，所述夹板机构包括两块夹板，两块夹板之间形成所述夹槽，且两块所述夹板之间设有用于控制所述密封条与金属箔材之间的压紧力大小的压紧调节机构。

进一步，所述夹板靠近所述控制辊的一侧侧面设为与所述控制辊匹配的弧形面。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，通过在控制辊组的进料侧设置送料装置，并在送料装置内设置送料通道和在送料通道的下方与金属箔材及对应的控制辊之间形成熔涂复合区，利用上内挡板能够阻挡熔融金属锂或熔融锂合金与金属箔材直接接触，使熔融金属锂或熔融锂合金仅在熔涂复合区内与金属箔材接触，从而降低金属箔材与高温的熔融金属锂或熔融锂合金之间的接触时间，以避免因金属箔材与熔融金属锂或熔融锂合金较长时间接触而导致其抗拉强度下降被拉断的问题；通过设置熔涂复合辊破坏熔融金属锂或熔融锂合金的表面张力，从而可以使熔融金属锂或熔融锂合金更好地涂覆在金属箔材上，提高金属锂/锂合金复合带的生产质量。

通过在控制辊组的出料侧设置冷风通道，并在冷风通道的上方与金属锂/锂合金复合带及对应的控制辊之间形成冷却定型区，冷却介质仅在冷却定型区与金属锂/锂合金复合带接触使其降温定型，从而能够控制金属锂/锂合金复合带冷却定型的温度和时间，避免金属锂层或锂合金层产生裂纹等缺陷，提高产品质量。

通过在熔涂复合区和冷却定型区相背的一侧分别设置张力平衡辊组，位于熔涂复合区背向冷却定型区一侧的张力平衡辊组对金属箔材施加摩擦力并用于平衡金属箔材放卷等所需的张力；位于冷却定型区背向熔涂复合区一侧的张力平衡辊组对金属箔材施加摩擦力并用于平衡金属锂/锂合金复合带后续收卷等工序所需的张力；如此，能够减小位于两组张力平衡辊组之间的金属箔材及金属锂/锂合金复合带的张力大小，从而能够避免金属箔材被拉断。

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为本实用新型熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备实施例1的结构示意图；

图2为图1的A详图；

图3为图2的B详图；

图4为图1的C详图；

图5为设有遮盖膜贴合机构时的结构示意图；

图6为在金属箔材的两侧边缘贴合遮盖膜后的结构示意图；

图7为设有贴条机构时的结构示意图；

图8为设有覆盖膜贴合机构时的结构示意图；

图9为为在金属箔材上间隔贴合遮盖条后的结构示意图；

图10为设有刷辊机构时的结构示意图；

图11为夹板机构的结构示意图；

图12为图11的左视图；

图13为本实用新型熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备实施例2的结构示意图；

图14为图13的D详图。

附图标记说明：

1-金属箔材；2-金属锂/锂合金复合带；3-遮盖膜；4-遮盖条；5-覆盖膜；6-收卷隔膜；

10-放卷机构；11-遮盖膜贴合机构；12-贴条机构；13-覆盖膜贴合机构；14-覆盖膜收卷机构；15-刷辊机构；

20-熔涂复合成型装置；21-控制辊；22-上内挡板；23-上外挡板；24-熔涂复合区；25-熔涂复合辊；26-下内挡板；27-下外挡板；28-冷却定型区；29-溢流槽；30-溢流口；31-导流板；32-进风通道；33-出风通道；34-控制辊加热装置；35-刮刀；36-收集盒；37-张力平衡辊组；38-承压辊；

40-收卷机构；41-遮盖膜收卷机构；42-刀辊；43-收卷隔膜复合机构；

50-厚度控制工段；51-第一温区；52-第二温区；53-轧制隔热板；54-温控过渡区；55-轧辊加热装置；

60-保温工段；

70-精整工段；71-精整辊；72-精整加热装置；73-精整隔热板；

80-夹板机构；81-夹槽；82-密封条；83-夹板；84-弧形面；85-压紧调节机构；

90-回火工段。

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，为本实用新型熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备实施例1的结构示意图。本实施例的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，包括：

放卷机构10：用于连续放卷金属箔材1；

熔涂复合成型装置20：用于将金属锂层或锂合金层熔涂复合在金属箔材1的至少一侧侧面上并得到金属锂/锂合金复合带2；

收卷机构40：用于收卷制备得到的金属锂/锂合金复合带2。

熔涂复合成型装置20包括用于控制熔涂复合的金属锂层或锂合金层的厚度的控制辊组，控制辊组包括轴线相互平行的两根控制辊21；

两根控制辊21的上端为进料侧、下端为出料侧。上端的进料侧设有用于加入熔融金属锂或熔融锂合金的送料装置、下端的出料侧设有使金属锂/锂合金复合带2降温定型的冷却区。

如图2和图3所示，本实施例的送料装置包括送料通道，送料通道包括靠近金属箔材1设置的上内挡板22和位于上内挡板22背向金属箔材1一侧的上外挡板23，送料通道的下方与金属箔材1及对应的控制辊21之间形成熔涂复合区24，熔涂复合区24内设有用于破坏熔融金属锂或熔融锂合金的表面张力并使熔融金属锂或熔融锂合金与金属箔材复合在一起的熔涂复合辊25。

如图3所示，本实施例的冷却区内设有冷风通道，冷风通道包括靠近金属箔材设置的下内挡板26和位于下内挡板26背向金属箔材1一侧的下外挡板27，冷风通道的上方与金属锂/锂合金复合带2及对应的控制辊21之间形成冷却定型区28，经冷风通道吹入的冷却介质到达冷却定型区28并使金属锂/锂合金复合带2降温定型。通过在控制辊组的出料侧设置冷风通道，并在冷风通道的上方与金属锂/锂合金复合带及对应的控制辊之间形成冷却定型区，冷却介质仅在冷却定型区与金属锂/锂合金复合带接触使其降温定型，从而能够控制金属锂/锂合金复合带冷却定型的温度和时间，避免金属锂层或锂合金层产生裂纹等缺陷，提高产品质量。

具体的，上内挡板22和下内挡板26采用隔热板，上外挡板23采用隔热板或耐温材料制成的板材；下外挡板27采用隔热板或耐低温材料制成的板材。本实施例的上内挡板22、上外挡板23、下内挡板26和下外挡板27均采用隔热板，能够送料通道及冷风通道通过两侧侧壁与外界交换热量，从而避免造成金属箔材1升温和导致金属锂/锂合金复合带2过长时间降温。具体的，金属箔材1可以采用铜箔、铝箔、钢箔、镍箔、银箔或金箔，本实施例的金属箔材1可以采用铜箔，不再累述。

进一步，两根控制辊21之间设有用于调节辊缝的辊缝调节机构，辊缝调节机构可以采用现有的多种结构方式实现，不再累述。通过设置辊缝调节机构以调节两根控制辊21之间的间距，从而能够控制金属锂层或锂合金层的涂覆厚度。

进一步，熔涂复合辊25相对于金属箔材的距离可调节，从而增强熔涂复合辊25与金属箔材1之间的压力，更好地破坏熔融金属锂或熔融锂合金的表面张力。熔涂复合辊25可以采用刷辊或刮辊，本实施例的熔涂复合辊25采用刷辊，本领域技术人员应当知道，该刷辊的滚刷应采用耐高温的材料制成。

本实施例的金属箔材与两根控制辊之间分别设有熔涂间隙，即本实施例的金属箔材1的两侧侧面均熔涂复合有金属锂层或锂合金层，此时的送料通道设为两个并分别位于金属箔材的两侧，当然，熔涂复合辊25设为两跟并分别对应设置金属箔材1的两侧。两根熔涂复合辊25对应设置在金属箔材1的两侧，此时可同时调节两根熔涂复合辊25相向运动或相背运动，以使两根熔涂复合辊25对金属箔材1施加的压力相等并达到平衡。

进一步，送料通道内设有溢流槽29，溢流槽29内设有使熔融金属锂或熔融锂合金溢流至对应的熔涂复合辊的溢流口30。通过设置溢流槽29，能够避免在控制辊21轴线方向进料不均匀的问题，同时在下方的冷却区的作用下，在送料通道与熔涂复合区24之间形成三个不同的温区，即位于溢流槽29上方的熔融金属锂或熔融锂合金的温度较高、位于熔涂复合辊25下方的熔融金属锂或熔融锂合金的温度较低，位于熔涂复合辊25与溢流槽29之间的熔融金属锂或熔融锂合金的温度位于中间。如此，既可保证溢流槽29上方的熔融金属锂或熔融锂合金具有足够的流动性而溢流到熔涂复合辊25处，又能够使熔融金属锂或熔融锂合金逐渐降温增加粘性，在熔涂复合辊25的作用下被涂覆在金属箔材1上。

进一步，本实施例的冷风通道内设有延伸至冷却定型区28内的导流板31，导流板31将冷风通道分隔为进风通道32和出风通道33，进风通道32和出风通道通33过冷却定型区28相连通，具体的，本实施例的导流板31与下外挡板27之间形成进风通道32、导流板31与下内挡板26之间形成出风通道33。当然，本领域技术人员应当知道，也可以在导流板31与下外挡板27之间形成出风通道33、在导流板31与下内挡板26之间形成进风通道32，不再累述。通过设置导流板31导流，能够避免直接对金属锂/锂合金复合带2吹冷却介质形成的气墙作用，提高冷却效果。

进一步，本实施例的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备还包括用于对控制辊加热的控制辊加热装置34；控制辊加热装置34采用设置在控制辊内的加热元件；或，控制辊加热装置34采用用于对控制辊表面加热的电涡流加热装置或辐射加热装置，控制辊加热装置设置在上外挡板23和下外挡板27之间。本实施例的控制辊加热装置34采用用于对控制辊表面加热的电涡流加热装置。通过加热控制辊21，能够避免控制辊21冷却熔融金属锂或熔融锂合金。

进一步，本实施例的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备还包括用于将控制辊21上附着的熔融金属锂或熔融锂合金刮落的刮刀35；刮刀35的下方设有收集盒36。

进一步，本实施例的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备还包括两组张力平衡辊组37，两组张力平衡棍组37中，其中一组张力平衡棍组37设置在熔涂复合区24背向冷却定型区28的一侧并用于对金属箔材1施加平衡其张力的摩擦力，另一组张力平衡辊组设置在冷却定型区28背向熔涂复合区24的一侧并用于对金属锂/锂合金复合带2施加平衡其张力的摩擦力。通过在熔涂复合区和冷却定型区相背的一侧分别设置张力平衡辊组，位于熔涂复合区背向冷却定型区一侧的张力平衡辊组对金属箔材施加摩擦力并用于平衡金属箔材放卷等所需的张力；位于冷却定型区背向熔涂复合区一侧的张力平衡辊组对金属箔材施加摩擦力并用于平衡金属锂/锂合金复合带后续收卷等工序所需的张力；如此，能够减小位于两组张力平衡辊组之间的金属箔材及金属锂/锂合金复合带的张力大小，从而能够避免金属箔材被拉断。

进一步，冷却定型区28与收卷机构40之间设有用于控制金属锂层或锂合金层的厚度的至少一段厚度控制工段50，厚度控制工段50包括厚度控制区，厚度控制区内设有分别位于金属锂/锂合金复合带两侧的厚度控制轧辊51。

厚度控制区以金属锂/锂合金复合带为分界面并分为第一温区51和第二温区52；当控制面向第一温区51的金属锂层或锂合金层的厚度时，第一温区51设为高温区、第二温区52设为低温区；当控制面向第二温区52的金属锂层或锂合金层的厚度时，第二温区52设为高温区、第一温区51设为低温区；高温区内的温度高于低温区的温度，高温区内设有用于对对应的厚度控制轧辊加热的轧辊加热装置。轧辊加热装置采用设置在厚度控制轧辊内的加热元件；或，轧辊加热装置55采用用于对厚度控制轧辊的表面加热的电涡流加热装置或辐射加热装置，轧辊加热装置与金属锂/锂合金复合带之间设有轧制隔热板53。本实施例的轧辊加热装置采用用于对厚度控制轧辊的表面加热的电涡流加热装置，且轧辊加热装置与金属锂/锂合金复合带之间设有轧制隔热板53。具体的，当控制第一温区51的金属锂层或锂合金层的厚度时，第二温区52的温度设置得较低，第一温区51内的温度设为适于金属锂层或锂合金层塑性变形的温度，以使厚度控制轧辊51轧制时，仅使位于第一温区51的金属锂层或锂合金层的厚度产生较大变化，位于第二温区52的金属锂层或锂合金层的厚度不变化或产生不影响产品质量的微小变化。反之，当控制第二温区52的金属锂层或锂合金层的厚度时，第一温区53的温度设置得较低。本实施例的厚度控制工段50设为两段，两段厚度控制工段50用于分别控制金属箔材1两侧的金属锂层或锂合金层的厚度。优选的，厚度控制工段50还包括位于厚度控制区前侧的温控过渡区54，用于实现温度变化的过渡。

进一步，厚度控制工段50与冷却定型区28之间还设有保温工段60，使经过冷却定型区28急冷的金属锂/锂合金复合带逐渐恢复到合适的温度以消除内部应力、提高产品质量。

进一步，厚度控制工段50与收卷机构40之间设有用于精整金属锂/锂合金复合带的精整工段70。如图4所示，精整工段70内设有至少一个精整区，精整区内设有分别位于金属锂/锂合金复合带2两侧的精整辊71，且精整区内还设有分别位于金属锂/锂合金复合带两侧并用于对对应的精整辊加热的精整加热装置72。精整加热装置72采用设置在精整辊内的加热元件；或，精整加热装置72采用用于对精整辊的表面加热的电涡流加热装置或辐射加热装置，精整加热装置72与金属锂/锂合金复合带之间设有精整隔热板73。优选的，本实施例的位于最后端的精整区内的精整辊为用于控制金属锂/锂合金复合带表面光洁度的表面精整辊，以控制金属锂/锂合金复合带的表面粗糙度，提高产品质量。

进一步，精整工段70与收卷机构40之间设有用于消除金属锂/锂合金复合带的内应力的回火工段90，用于消除内应力，防止金属锂/锂合金复合带变形，提高产品质量。

进一步，为了将生产得到的金属锂/锂合金复合带用于储能设备，还需要在金属箔材1上预留用于设置极耳的区域。在金属箔材1上预留用于设置极耳的区域的方式有多种，如：

第一种：如图5所示，放卷机构10与送料通道之间设有用于在金属箔材1的两侧边缘分别贴合遮盖膜3的遮盖膜贴合机构11，利用遮盖膜3将金属箔材1的两侧边缘遮盖住，防止金属锂或锂合金涂覆在金属箔材1的两侧边缘，为极耳预留两侧区域。遮盖膜3可以在制作储能设备时取下，也可以在收卷前取下，即本实施例的收卷机构40的前方设有遮盖膜收卷机构41，遮盖膜收卷机构41包括刀辊42，刀辊42上设有正对遮盖膜3内侧边缘的切刀。如图6所示，为在金属箔材1的两侧边缘贴合遮盖膜3后的结构示意图。

第二种：放卷机构10与送料通道之间设有用于在金属箔材1上间隔贴合遮盖条4的贴条机构12，即将遮盖条4直接间隔贴在金属箔材1，如图7所示；或，放卷机构10与送料通道之间设有用于在金属箔材1上贴合覆盖膜5的覆盖膜贴合机构13和用于将覆盖膜5从金属箔材1上揭下从而使覆盖膜上间隔设置的遮盖条4贴在金属箔材1上的覆盖膜收卷机构14，如图8所示。即先将遮盖条4间隔粘贴在覆盖膜5上，而后将覆盖膜5复合在金属箔材1上使遮盖条4间隔粘贴在金属箔材1上，再将覆盖膜5取下将遮盖条4留在金属箔材1上。如图9所示，为在金属箔材1上间隔贴合遮盖条4后的结构示意图。

当然，为了增强熔涂效果，还可以在放卷机构10与送料通道之间设有用于在金属箔材1上刷涂熔融金属锂或熔融锂合金的刷辊机构15，如图10所示。在金属箔材1上预先刷涂一层金属锂层或锂合金层后，再通过熔涂复合成型装置20熔涂金属锂或锂合金，能够提高熔融金属锂或熔融锂合金与金属箔材1之间的结合性能。

进一步，在收卷机构10前还设有用于在金属锂/锂合金复合带表面复合收卷隔膜6的收卷隔膜复合机构43，避免收卷后相邻个收卷层之间的金属锂层或锂合金层粘接在一起。

进一步，本实施例的两根控制辊21的进料侧设有分别用于夹在金属箔材1两端边缘的夹板机构80。如图11所示，夹板机构80包括夹槽81，夹槽81的两侧壁与金属箔材1之间分别设有密封条82。具体的，本实施例的夹板机构包括两块夹板83，两块夹板83之间形成夹槽81，且两块夹板83之间设有用于控制密封条82与金属箔材1之间的压紧力大小的压紧调节机构85。压紧调节机构可以采用现有的多种方式实现，不再累述。本实施例的夹板83靠近控制辊21的一侧侧面设为与控制辊21匹配的弧形面84，能够避免熔融金属锂或熔融锂合金从控制辊21两端流出。

本实施例的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，通过在控制辊组的进料侧设置送料装置，并在送料装置内设置送料通道和在送料通道的下方与金属箔材及对应的控制辊之间形成熔涂复合区，利用上内挡板能够阻挡熔融金属锂或熔融锂合金与金属箔材直接接触，使熔融金属锂或熔融锂合金仅在熔涂复合区内与金属箔材接触，从而降低金属箔材与高温的熔融金属锂或熔融锂合金之间的接触时间，以避免因金属箔材与熔融金属锂或熔融锂合金较长时间接触而导致其抗拉强度下降被拉断的问题；通过设置熔涂复合辊破坏熔融金属锂或熔融锂合金的表面张力，从而可以使熔融金属锂或熔融锂合金更好地涂覆在金属箔材上，提高金属锂/锂合金复合带的生产质量。

实施例2

如图13所示，为本实用新型熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备实施例1的结构示意图。本实施例的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，包括：

放卷机构10：用于连续放卷金属箔材1；

熔涂复合成型装置20：用于将金属锂层或锂合金层熔涂复合在金属箔材1的至少一侧侧面上并得到金属锂/锂合金复合带2；

收卷机构40：用于收卷制备得到的金属锂/锂合金复合带2。

熔涂复合成型装置20包括用于控制熔涂复合的金属锂层或锂合金层的厚度的控制辊组，控制辊组包括轴线相互平行的两根控制辊21；

两根控制辊21的上端为进料侧、下端为出料侧。上端的进料侧设有用于加入熔融金属锂或熔融锂合金的送料装置、下端的出料侧设有使金属锂/锂合金复合带2降温定型的冷却区。

本实施例的送料装置包括送料通道，送料通道包括靠近金属箔材1设置的上内挡板22和位于上内挡板22背向金属箔材1一侧的上外挡板23，送料通道的下方与金属箔材1及对应的控制辊21之间形成熔涂复合区24，熔涂复合区24内设有用于破坏熔融金属锂或熔融锂合金的表面张力并使熔融金属锂或熔融锂合金与金属箔材复合在一起的熔涂复合辊25。

本实施例的冷却区内设有冷风通道，冷风通道包括靠近金属箔材设置的下内挡板26和位于下内挡板26背向金属箔材1一侧的下外挡板27，冷风通道的上方与金属锂/锂合金复合带2及对应的控制辊21之间形成冷却定型区28，经冷风通道吹入的冷却介质到达冷却定型区28并使金属锂/锂合金复合带2降温定型。通过在控制辊组的出料侧设置冷风通道，并在冷风通道的上方与金属锂/锂合金复合带及对应的控制辊之间形成冷却定型区，冷却介质仅在冷却定型区与金属锂/锂合金复合带接触使其降温定型，从而能够控制金属锂/锂合金复合带冷却定型的温度和时间，避免金属锂层或锂合金层产生裂纹等缺陷，提高产品质量。

进一步，本实施例的金属箔材1与其中一根控制辊21之间始终保持接触配合，即本实施例仅在金属箔材1的一侧侧面上熔涂金属锂层或锂合金层，此时的送料通道设为一个并位于金属箔材1面向另一根控制辊21的一侧。具体的，本实施例的熔涂复合辊25设为一根并位于熔涂复合区24内，金属箔材1背向熔涂复合区24的一侧与熔涂复合辊25对应设有承压辊38，承压辊38主要用于平衡熔涂复合辊25对金属箔材1施加的压力作用。

当然，本实施例的冷却定型区28与收卷机构40之间设有用于控制金属锂层或锂合金层的厚度的至少一段厚度控制工段50，厚度控制工段50包括厚度控制区，厚度控制区内设有分别位于金属锂/锂合金复合带两侧的厚度控制轧辊51。

厚度控制区以金属锂/锂合金复合带为分界面并分为第一温区51和第二温区52；当控制面向第一温区51的金属锂层或锂合金层的厚度时，第一温区51设为高温区、第二温区52设为低温区；当控制面向第二温区52的金属锂层或锂合金层的厚度时，第二温区52设为高温区、第一温区51设为低温区；高温区内的温度高于低温区的温度，高温区内设有用于对对应的厚度控制轧辊加热的轧辊加热装置。轧辊加热装置采用设置在厚度控制轧辊内的加热元件；或，轧辊加热装置采用用于对厚度控制轧辊的表面加热的电涡流加热装置或辐射加热装置，轧辊加热装置与金属锂/锂合金复合带之间设有轧制隔热板53。本实施例的轧辊加热装置采用用于对厚度控制轧辊的表面加热的电涡流加热装置，且轧辊加热装置与金属锂/锂合金复合带之间设有轧制隔热板53。具体的，当控制第一温区51的金属锂层或锂合金层的厚度时，第二温区52的温度设置得较低，以使厚度控制轧辊51轧制时，仅使位于第一温区51的金属锂层或锂合金层的厚度产生较大变化，位于第二温区52的金属锂层或锂合金层的厚度不变化或产生不影响产品质量的微小变化。本实施例的厚度控制工段50设为一段，该段厚度控制工段50用于控制金属箔材1其中一侧侧面上涂覆的金属锂层或锂合金层的厚度。优选的，厚度控制工段50还包括位于厚度控制区前侧的温控过渡区54，用于实现温度变化的过渡。

本实施例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“金属锂/锂合金”的含义为“金属锂”或“锂合金”，根据添加的原料的不同，本实用新型的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备可以生产“金属锂复合带”或“锂合金复合带”。本文所述的“熔涂”指将金属锂或锂合金熔化后再涂布到金属箔材上，熔融金属锂以及熔融锂合金的温度位于其熔点和沸点之间。

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 (32)

1.一种熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：包括：

放卷机构：用于连续放卷金属箔材；

熔涂复合成型装置：用于将金属锂层或锂合金层熔涂复合在金属箔材的至少一侧侧面上并得到金属锂/锂合金复合带；

收卷机构：用于收卷制备得到的金属锂/锂合金复合带；

所述熔涂复合成型装置包括用于控制熔涂复合的金属锂层或锂合金层的厚度的控制辊组，所述控制辊组包括轴线相互平行的两根控制辊；

两根所述控制辊的进料侧设有用于加入熔融金属锂或熔融锂合金的送料装置、出料侧设有使所述金属锂/锂合金复合带降温定型的冷却区；

所述送料装置包括送料通道，所述送料通道包括靠近所述金属箔材设置的上内挡板和位于所述上内挡板背向所述金属箔材一侧的上外挡板，所述送料通道的下方与金属箔材及对应的所述控制辊之间形成熔涂复合区，所述熔涂复合区内设有用于破坏熔融金属锂或熔融锂合金的表面张力并使熔融金属锂或熔融锂合金与金属箔材复合在一起的熔涂复合辊。

2.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述冷却区内设有冷风通道，所述冷风通道包括靠近所述金属箔材设置的下内挡板和位于所述下内挡板背向所述金属箔材一侧的下外挡板，所述冷风通道的上方与金属锂/锂合金复合带及对应的所述控制辊之间形成冷却定型区，经所述冷风通道吹入的冷却介质到达所述冷却定型区并使所述金属锂/锂合金复合带降温定型。

3.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述熔涂复合辊相对于所述金属箔材的距离可调节。

4.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述熔涂复合辊采用刷辊或刮辊。

5.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：当所述金属箔材与其中一根所述控制辊之间始终保持接触配合时，所述送料通道设为一个并位于所述金属箔材面向另一根所述控制辊的一侧。

6.根据权利要求5所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述熔涂复合辊设为一根并位于所述熔涂复合区内，所述金属箔材背向所述熔涂复合区的一侧与所述熔涂复合辊对应设有承压辊。

7.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：当所述金属箔材与两根所述控制辊之间分别设有熔涂间隙时，所述送料通道设为两个并分别位于所述金属箔材的两侧。

8.根据权利要求7所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述熔涂复合辊设为两跟并分别对应设置所述金属箔材的两侧。

9.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述送料通道内设有溢流槽，所述溢流槽内设有使熔融金属锂或熔融锂合金溢流至对应的所述熔涂复合辊的溢流口。

10.根据权利要求2所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述冷风通道内设有延伸至所述冷却定型区内的导流板，所述导流板将所述冷风通道分隔为进风通道和出风通道，所述进风通道和所述出风通道通过所述冷却定型区相连通。

11.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：还包括用于对所述控制辊加热的控制辊加热装置；所述控制辊加热装置采用设置在所述控制辊内的加热元件；或，所述控制辊加热装置采用用于对所述控制辊表面加热的电涡流加热装置或辐射加热装置，所述控制辊加热装置设置在所述上外挡板和下外挡板之间。

12.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：还包括用于将所述控制辊上附着的熔融金属锂或熔融锂合金刮落的刮刀；所述刮刀的下方设有收集盒。

13.根据权利要求2所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：还包括两组张力平衡辊组，两组所述张力平衡棍组中，其中一组所述张力平衡棍组设置在所述熔涂复合区背向所述冷却定型区的一侧并用于对金属箔材施加平衡其张力的摩擦力，另一组所述张力平衡辊组设置在所述冷却定型区背向所述熔涂复合区的一侧并用于对金属锂/锂合金复合带施加平衡其张力的摩擦力。

14.根据权利要求2所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述冷却定型区与所述收卷机构之间设有用于控制金属锂层或锂合金层的厚度的至少一段厚度控制工段，所述厚度控制工段包括厚度控制区，所述厚度控制区内设有分别位于所述金属锂/锂合金复合带两侧的厚度控制轧辊；

所述厚度控制区以所述金属锂/锂合金复合带为分界面并分为第一温区和第二温区；当控制面向所述第一温区的金属锂层或锂合金层的厚度时，所述第一温区设为高温区、第二温区设为低温区；当控制面向所述第二温区的金属锂层或锂合金层的厚度时，所述第二温区设为高温区、第一温区设为低温区；所述高温区内的温度高于所述低温区的温度，所述高温区内设有用于对对应的所述厚度控制轧辊加热的轧辊加热装置。

15.根据权利要求14所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述轧辊加热装置采用设置在所述厚度控制轧辊内的加热元件；或，所述轧辊加热装置采用用于对所述厚度控制轧辊的表面加热的电涡流加热装置或辐射加热装置，所述轧辊加热装置与金属锂/锂合金复合带之间设有轧制隔热板。

16.根据权利要求14所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述厚度控制工段还包括位于所述厚度控制区前侧的温控过渡区。

17.根据权利要求14所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述厚度控制工段与所述冷却定型区之间还设有保温工段。

18.根据权利要求14所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述厚度控制工段与所述收卷机构之间设有用于精整所述金属锂/锂合金复合带的精整工段。

19.根据权利要求18所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述精整工段内设有至少一个精整区，所述精整区内设有分别位于所述金属锂/锂合金复合带两侧的精整辊，且所述精整区内还设有分别位于所述金属锂/锂合金复合带两侧并用于对对应的所述精整辊加热的精整加热装置。

20.根据权利要求19所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：位于最后端的所述精整区内的所述精整辊为用于控制所述金属锂/锂合金复合带表面光洁度的表面精整辊。

21.根据权利要求19所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述精整加热装置采用设置在所述精整辊内的加热元件；或，所述精整加热装置采用用于对所述精整辊的表面加热的电涡流加热装置或辐射加热装置，所述精整加热装置与所述金属锂/锂合金复合带之间设有精整隔热板。

22.根据权利要求18所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述精整工段与所述收卷机构之间设有用于消除金属锂/锂合金复合带的内应力的回火工段。

23.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述放卷机构与所述送料通道之间设有用于在所述金属箔材的两侧边缘分别贴合遮盖膜的遮盖膜贴合机构。

24.根据权利要求23所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述收卷机构的前方设有遮盖膜收卷机构，所述遮盖膜收卷机构包括刀辊，所述刀辊上设有正对所述遮盖膜内侧边缘的切刀。

25.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述放卷机构与所述送料通道之间设有用于在所述金属箔材上间隔贴合遮盖条的贴条机构；或，所述放卷机构与所述送料通道之间设有用于在所述金属箔材上贴合覆盖膜的覆盖膜贴合机构和用于将所述覆盖膜从所述金属箔材上揭下从而使所述覆盖膜上间隔设置的遮盖条贴在所述金属箔材上的覆盖膜收卷机构。

26.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述放卷机构与所述送料通道之间设有用于在所述金属箔材上刷涂熔融金属锂或熔融锂合金的刷辊机构。

27.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：在所述收卷机构前还设有用于在所述金属锂/锂合金复合带表面复合收卷隔膜的收卷隔膜复合机构。

28.根据权利要求2所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述上内挡板和下内挡板采用隔热板，所述上外挡板采用隔热板或耐温材料制成的板材；所述下外挡板采用隔热板或耐低温材料制成的板材。

29.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述金属箔材采用铜箔、铝箔、钢箔、镍箔、银箔或金箔。

30.根据权利要求1所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：两根所述控制辊的进料侧设有分别用于夹在所述金属箔材两端边缘的夹板机构，所述夹板机构包括夹槽，所述夹槽的两侧壁与所述金属箔材之间分别设有密封条。

31.根据权利要求30所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述夹板机构包括两块夹板，两块夹板之间形成所述夹槽，且两块所述夹板之间设有用于控制所述密封条与金属箔材之间的压紧力大小的压紧调节机构。

32.根据权利要求31所述的熔涂金属锂/锂合金复合带生产设备，其特征在于：所述夹板靠近所述控制辊的一侧侧面设为与所述控制辊匹配的弧形面。

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