[发明专利]一种生产大宽幅超薄金属锂带的装置及其方法

说明书

本发明公开了一种生产大宽幅超薄金属锂带的装置及其方法，属于锂金属技术领域。该装置包括机架、锂料送料装置、锂料熔融刮涂装置、基材放卷辊和复合带收卷辊；锂料熔融刮涂装置包括锂料盒和刮涂下辊，刮涂下辊设置在机架上，锂料盒设置在刮涂下辊的上方，锂料盒与刮涂下辊之间形成有供基材穿过的工作间隙，锂料盒的底部开设有供熔融锂液流出的出料缝隙；基材放卷辊和复合带收卷辊分别设置在锂料熔融刮涂装置的两侧，基材放卷辊上的基材穿过工作间隙后缠绕于复合带收卷辊上；锂料送料装置设置在复合带收卷辊和锂料盒的上方。本发明结构简单，易于调试，能够实现自动化生产厚度为5‑100um的超薄金属锂带，大大提高了工作效率和产品质量。

技术领域

本发明涉及锂金属技术领域，具体涉及一种生产大宽幅超薄金属锂带的装置及其方法。

背景技术

随着新能源汽车和航空无人机的快速发展，一种高能量密度材料随之应运而生--金属锂，但目前金属锂作为负极材料与正极材料相匹配时，锂含量较高不能有效提高锂电池的能量密度，要提高锂电池能量密度，所以超薄锂负极已然成为趋势。

目前批量生产的锂带宽幅较小，工艺过程较为复杂且厚度较厚基本都在50um以上，且表面厚度均匀性较差。天津中能已将锂带的有效厚度做到10-20um，但是在锂带生产过程中需要加入表面润滑剂进行辅助，这样得到的金属锂带表面附有一层薄膜，润滑剂价格昂贵且影响金属锂的性能，故不能达到超薄金属锂的工业要求和使用性能。现有技术中还有一些工艺是利用将锂锭熔融后通过延流法或浸镀法或蒸镀法之后再进行辊压得到超薄锂带，类似方法在操作过程中控制复杂且对操作要求较高最后的辊压工艺基本和传统金属锂带的生产无差别创新型性较差。另有工艺是将锂熔融后通过氩气或挤压装置将熔融锂挤压喷涂到基材通过控制挤压速度和基材移动速度来得到超薄金属锂带，这种方法对挤压速度和基材移动速度向匹配的调试要求较高，调试困难且成本较高；另外有利用将金属锂制成粉末进行喷涂，由于锂的活动性较强，其粉末状态很容易反应而发生爆炸，危险性较高，因此工业化生产可能性较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生产大宽幅超薄金属锂带的装置及其方法，该装置结构简单、设计合理，易于调试，能够实现自动化生产金属锂带，大大提高了工作效率和产品质量，有效解决了现有技术中超薄金属锂带制备难度大、成本高及质量差的问题。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种生产大宽幅超薄金属锂带的装置，其包括机架、锂料送料装置、锂料熔融刮涂装置、基材放卷辊和复合带收卷辊；所述锂料熔融刮涂装置包括锂料盒和刮涂下辊，所述刮涂下辊设置在所述机架上，所述锂料盒设置在所述刮涂下辊的上方，所述锂料盒与刮涂下辊之间形成有供基材穿过的工作间隙，所述锂料盒的底部开设有供熔融锂液流出的出料缝隙；所述基材放卷辊和复合带收卷辊分别设置在所述锂料熔融刮涂装置的两侧，所述基材放卷辊上的基材穿过所述工作间隙后缠绕于所述复合带收卷辊上；所述锂料送料装置设置在所述复合带收卷辊和锂料盒的上方，用于向所述锂料盒供料。

作为本发明优选的实施方式，所述锂料送料装置包括送料驱动电机、齿形送料辊、送料从动辊以及锂料放卷辊；所述锂料盒的上方开设有进料口，所述齿形送料辊设置在所述进料口的一侧上，所述送料从动辊设置在所述进料口的另一侧上，所述齿形送料辊与送料从动辊之间形成有供锂料穿过的送料间隙；所述送料驱动电机设置在机架上并与所述齿形送料辊传动连接；所述锂料放卷辊设置在所述复合收卷辊的上方，所述锂料放卷辊上的锂料穿过所述送料间隙并在齿形送料辊的驱动下移动至所述锂料盒中。

作为本发明优选的实施方式，所述锂料盒内设置有加热装置。

作为本发明优选的实施方式，本发明还包括间隙调节装置，所述间隙调节装置包括上楔铁、下楔铁、调节螺栓和定位螺栓；所述上楔铁和下楔铁分别设置在所述机架上，且所述下楔铁位于所述上楔铁的下方并与所述上楔铁相抵接，所述上楔铁与所述刮涂下辊的中心轴相抵接；所述调节螺栓穿过所述机架与所述下楔铁连接，所述定位螺栓穿过所述机架与所述刮涂下辊的中心轴连接。