[发明专利]一种石墨烯涂层铝箔涂布设备

说明书

本发明公开了一种石墨烯涂层铝箔涂布设备，包括基座、卷设在所述基座上的铝箔卷、若干个张紧机构、清扫机构、搅拌机构、涂布机构、加热机构和存储机构，铝箔卷包括铝箔基板，清扫机构、涂布机构和加热机构沿铝箔基板的自由端的行走方向依次间隔布置在铝箔基板的上方，搅拌机构分布在涂布机构的上方，铝箔基板的自由端匀速进入存储机构中，若干个张紧机构依次分布在铝箔卷与清扫机构之间、涂布机构与加热机构之间及加热机构与存储机构之间，经搅拌机构搅拌好的浆料可均匀连续地定量地涂布到铝箔基板上，涂布质量非常稳定。

技术领域

本发明涉及锂电池生产技术领域，具体涉及一种石墨烯涂层铝箔涂布设备。

背景技术

锂二次电池作为一种高容量、长寿命的储能系统，在小型便携式电子产品中得到了广泛使用，而其在高功率动力电池和大容量储能电池中的应用前景更吸引了全世界的目光。高性能锂离子电池的研发是电化学储能领域的一项重要任务。在锂二次电池中，活性材料均匀涂布于铝箔或铜箔集流体表面，集流体通过与活性材料的物理接触将电化学反应产生的电子汇集并导出至外电路，从而实现化学能转化为电能的过程。由此可推知，集流体与活性材料间的接触是锂离子电池充放电性能的重要影响因素。

箔材是锂二次电池的重要组成部分，现在的锂二次电池虽然性能比较优越，但是常规的锂二次电池极片制作工艺中，活性材料浆料直接涂布于铝箔或铜箔表面，干燥后通过粘结剂实现活性材料固定于集流体表面。目前主要是通过增加浆料粘结剂的用量、通过箔材表面化学腐蚀、电晕或者在箔材表面涂敷含导电材料的薄层等方法处理箔材来增加活性材料浆料和铝箔或铜箔表面之间的粘附能力。但是粘结剂用量的增加会对电池性能造成一系列的不良影响，化学腐蚀、电晕等特殊处理会对箔材产生一定程度的表面损伤，降低箔材的强度，严重影响后续的现象加工，并且成本较高，不利于大规模生产的需要。

而在箔材表面涂覆含导电材料的薄层--涂层铝箔，该薄层需要有良好的导电能力，较高的比表面积，优良的粘结性能，并且相对于金属集流体具有更好的形变能力，从而增加活性材料与箔材间的导电接触，减小界面电阻，并提高两者间的粘结强度。利用导电功能涂层对导电基材(铝箔)进行表面处理是目前一种公认的突破性的创新技术，使用涂层铝箔替代传统铝箔在动力锂电池中使用已经成为一种重要趋势。

在上述的集流体表面涂敷薄层中，导电材料的选择无疑是最重要的环节。从导电性能和成本综合考虑，碳材料是最适合的选择。碳材料种类繁多，常见的有石墨、碳黑、碳纳米管、碳纤维等。其中很多已经被应用于导电涂层的实例中，例如德国汉高、日本昭和电工等企业，他们通过铝箔表面涂敷一种或多种碳材料混合物来改善集流体与活性材料的接触面积以及粘接能力，涂敷厚度对电池的质量影响很大，涂布工艺至关重要，需要保证极片厚度和重量一致，布料必须均匀，否则会影响电池的一致性。涂布还必须确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片。否则会导致电池放电过快，甚至会出现安全隐患。从其结构和物理性能分析，使用纳米石墨作为导电涂层，由于纳米石墨比表面积大，并且为片层结构，与铝箔基材接触面更多，使用该类材料改性的铝箔粘结性能将大大提高，能有效抑制传统碳材料所产生的膨胀脱离现象，且其导电性能更为优异，相对其它导电材料更具有优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯涂层铝箔涂布设备，能将石墨烯纳米材料持续均匀地涂覆到铝箔基材上形成石墨烯涂层铝箔，所得产品涂层均匀与铝箔基材接触紧密，以解决背景技术中提到的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种石墨烯涂层铝箔涂布设备，包括基座、卷设在所述基座上的铝箔卷、若干个张紧机构、清扫机构、搅拌机构、涂布机构、加热机构和存储机构，所述铝箔卷包括铝箔基板，所述清扫机构、涂布机构和加热机构沿所述铝箔基板的自由端的行走方向依次间隔布置在所述铝箔基板的上方，所述搅拌机构分布在所述涂布机构的上方，所述铝箔基板的自由端匀速进入所述存储机构中，若干个所述张紧机构依次分布在所述铝箔卷与所述清扫机构之间、所述涂布机构与所述加热机构之间及所述加热机构与所述存储机构之间。