[实用新型]一种批量连续预处理电极装置

说明书

本实用新型涉及一种批量连续预处理电极装置，包括原料电极卷绕设备(I)，电解液浸润设备(II)，电化学反应设备(III)，电极清洗设备(IV)，电极干燥设备(V)和成品电极卷绕设备(VI)。所述装置中原料电极(1)以金属箔为集流体，原料电极上涂覆有金属离子电池可预还原的正极材料或复合正极材料。该装置生产效率高，可与电极涂布装置组合实现批量连续化生产；制成电化学预处理电极有效提高电池首圈库伦效率，提升能量密度。

技术领域

本实用新型涉及金属离子电池领域，具体为一种电极电化学预处理电极装置。

背景技术

金属离子电池包括锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、镁离子电池一直是电池技术研究的热点。锂离子电池技术发展迅速，已经广泛应用在小型便携电子设备的电能储存。近年来，为适应新能源汽车、智能电网、分布式储能等技术快速发展的需求，开发具有高能量密度、高安全性和长寿命的金属离子电池成为当今储能领域的研究热点。电池能量密度的提升主要依靠关键电极材料的发展。以锂离子电池为例，用于锂离子电池的各种新型的负极材料的研究众多，与传统碳负极材料相比具有个高的比容量可以大大提升电池的能量密度。但与此同时，这些电极材料普遍具有较低的首圈库伦效率，这会为实际的电池生产带来诸多问题。其它金属离子电池如钠离子电池、钾离子电池等的研究和应用中也会遇到同样的问题。

首圈库伦效率低主要是因为电池在首次充电过程中，负极一侧会发生电解液的分解而在电极界面处不可逆生成一种固态电解质膜(SEI膜)或其他不可逆的化合物。在较为成熟的锂离子电池领域中，预嵌锂技术是最为有效的补偿锂损失、提升首圈库伦效率的方法。电化学预嵌锂法是常用的预嵌锂方法之一，可以直接预锂化负极或预锂化正极来补偿负极不可逆锂损失。通过负极与金属锂组成半电池放电补偿锂，所得到的的负极材料稳定性差，并且电极上可能会沉积锂而产生安全性隐患。相比而言，电化学预锂化正极可以精准调控预嵌锂量且材料安全稳定，是一种较为理想的预处理方法。同时对于其他金属离子电池而言，类似方法也可适用于各自相应的体系中来解决电池首圈库伦效率低的问题。

随着各种金属离子电池技术和行业的发展，为使预处理电极的生产能够满足日益增长的实际需求，开发一种批量连续制备预处理电极的方法是电池行业发展的必然需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对金属离子电池首圈库伦效率问题，提供一种用电化学预处理法批量化生产预处理正极的方案。

本实用新型提供一种批量连续预处理电极装置，其特征在于：包括原料电极卷绕设备(I)，电解液浸润设备(II)，电化学反应设备(III)，电极清洗设备(IV)，成品电极卷绕设备(VI)；

所述原料电极卷绕设备(I)包括一圆筒状或圆柱状滚轮A，以滚轮中心轴为轴于滚轮表面缠绕有条带状的正电极片；

所述电解液浸润设备(II)包括一内部盛放有电解质溶液的容器，于容器内设有圆筒状或圆柱状滚轮B，滚轮B位于电解质溶液中；

所述电化学反应设备(III)包括集流体金属负极(3)，其是由条带状的电极基片围绕成的筒状结构，于筒状结构外表面从内向外依次设有金属负极层和隔膜(4)，构成筒状负极；于筒状负极内设有2个以上的圆筒状或圆柱状滚轮C，筒状负极的内壁面与滚轮C外表面相贴接；于筒状负极外部设有2个以上圆筒状或圆柱状滚轮D；滚轮C和滚轮D的中心轴相互平行设置；且滚轮C中的至少2个滚轮中心轴所在的平面与滚轮D中的至少2个滚轮中心轴所在的平面相平行；且至少处在相平行平面上的一个滚轮C与处在相平行另一平面上的一个滚轮D相邻放置构成滚轮对Z、处在相平行平面上的第二个滚轮C与处在相平行另一平面上的第二个滚轮D相邻放置构成滚轮对Y；正电极片和负极处于构成滚轮对Z和滚轮对Y的滚轮C和滚轮D之间，且位于滚轮对Z和滚轮对Y之间的正电极片和负极相互贴接；且至少1个滚轮C与直流电源的负极电连接，且至少1个滚轮D与直流电源的正极电连接；