[发明专利]一种大宽幅超薄金属锂带的制备装置及其方法

说明书

本发明公开了一种大宽幅超薄金属锂带的制备装置及其方法，属于锂金属材料制备技术领域。该制备装置包括锂液熔箱、锂液转移辊、放卷装置、基材背辊和收卷装置；锂液转移辊的下部浸入锂液熔箱中的锂液中，用于将锂液熔箱中的锂液转移到基材上；锂液转移辊的一侧上设置有用于刮匀锂液的热刮刀，热刮刀与锂液转移辊之间留有间隙；基材背辊设置在锂液转移辊的斜上方；放卷装置设置在基材背辊的一侧上，收卷装置设置在基材背辊的上方，放卷装置上的基材经过基材背辊后缠绕于收卷装置上。本发明结构简单、设计合理，有效提高了涂布的均匀性，能够实现自动化生产厚度为5～50μm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

本发明涉及锂金属材料制备技术领域，具体涉及一种大宽幅超薄金属锂带的制备装置及其方法。

背景技术

随着新能源汽车和航空无人机的快速发展，金属锂作为高能量密度材料随之应运而生。目前金属锂作为负极材料与正极材料相匹配时，由于锂含量较高而不能提高锂电池的能量密度，因此超薄锂负极已成为提高其能量密度的趋势。

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大宽幅超薄金属锂带的制备装置及其方法，该制备装置结构简单、设计合理，有效提高了涂布的均匀性，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：

一种大宽幅超薄金属锂带的制备装置，其包括锂液熔箱、锂液转移辊、放卷装置、基材背辊和收卷装置；所述锂液转移辊的下部浸入所述锂液熔箱中的锂液中，用于将锂液熔箱中的锂液转移到基材上；所述锂液转移辊的一侧上设置有用于刮匀锂液的热刮刀，所述热刮刀与锂液转移辊之间留有间隙；所述基材背辊设置在所述锂液转移辊的斜上方；所述放卷装置设置在所述基材背辊的一侧上，所述收卷装置设置在所述基材背辊的上方，所述放卷装置上的基材经过所述基材背辊后缠绕于所述收卷装置上。

作为本发明优选的实施方式，所述放卷装置包括用于缠绕待处理基材的放卷辊、放卷纠偏器、放卷张力检测辊和导辊，所述放卷纠偏器设置于所述放卷张力检测辊和所述放卷辊之间；所述导辊设置于所述放卷张力检测辊和所述基材背辊之间；所述放卷辊上的基材依次经过所述放卷纠偏器、放卷张力检测辊、导辊和基材背辊后缠绕于所述收卷装置上。

作为本发明优选的实施方式，所述收卷装置包括用于缠绕超薄金属锂带的收卷辊、收卷纠偏器和收卷张力检测辊，所述收卷纠偏器设置于所述收卷张力检测辊和所述收卷辊之间；经过复合得到的超薄金属锂带依次经过所述收卷张力检测辊和收卷纠偏器后缠绕于所述收卷辊上。

作为本发明优选的实施方式，本发明的制备装置还包括密封工作室和用于向所述密封工作室提供惰性气体的惰性气体供应装置；所述锂液熔箱、锂液转移辊、放卷装置、基材背辊、收卷装置和惰性气体供应装置均设置于所述密封工作室内。

作为本发明优选的实施方式，所述惰性气体供应装置供应的惰性气体为氩气。