[发明专利]一种锂离子电池富锂阳极的制备装置及工艺

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池富锂阳极的制备装置及工艺。

背景技术

1991年，日本索尼公司创造性的采用碳材料作为锂离子电池的阳极材料，为锂离子电池领域带来了革命性的变化。由于锂离子电池具有诸多优点，例如电压高、体积小、质量轻、比容量高、无记忆效应、无污染、自放电小和循环寿命长等，使得其在移动设备领域的应用得到了空前的发展，包括移动电话、摄像机、笔记本电脑以及其它便携式电器等。但随着便携式电子设备微型化、长待机化和多功能化，这些设备对锂离子电池能量密度以及充放电速度的要求越来越高，因此具有更高比容量、更高充放电倍率性能的锂离子电池电极材料以及工艺设计被运用于锂离子电池领域。

从电极材料来说，合金材料是较为优秀的一种，专利申请CN101260554B介绍了采用电镀的方法来制备合金负极，即将金属源电镀到铜基材上作为负极。该方法由于没有在电镀过程中在界面上施加一定的压力使界面和电流密度均一，无法保证电镀的均匀性，并且电镀后的基材经过干燥无法使锂转移到极片中易导致充放电过程中极片局部补锂不均导致析锂情况的发生，最终影响电池的循环和安全性能。

由于采用碳材料或合金材料的电池在首次充电时会在负极表面形成固体电解质膜，消耗一部分锂离子，并且石墨与合金材料自身还存在结构缺陷，为弥补这一缺陷还会消耗一部分锂离子，最终致锂离子电池的首次效率不能达到100%，石墨的首次效率为92%，硅基材料的首次效率只有65-85%，因此如果能将负极损耗的锂离子在首次充电前补充进来，则可以大幅度提高锂离子电池的首次效率和能量密度。

为此，中国专利申请CN102779975A将价格昂贵的包覆的金属锂粉通过加电压及震动使金属锂粉附于极片上，然后通过冷压极片达到补锂的目的。该方法主要是通过静电震动来实现，由于锂粉很轻，易漂浮，而且对环境要求较高，此外，锂粉易燃，会对操作人员造成很大的安全隐患。而且，这种金属锂粉的价格昂贵，补锂效率较低，补锂均匀性不高。

有鉴于此，确有必要提供一种能够实现安全、快速、均匀地向阳极片补锂的锂离子电池富锂阳极的制备装置及工艺。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种能够实现安全、快速、均匀地向阳极片补锂的锂离子电池富锂阳极的制备装置。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种锂离子电池富锂阳极的制备装置，包括支撑座和依次设置在所述支撑座上的隔膜放卷装置、金属箔放卷装置、电镀槽、隔膜收卷装置、阳极片放卷装置、压辊、阳极片收卷装置和金属箔收卷装置，所述电镀槽通过管道连接有电解液供应系统，并且所述电镀槽的上方设置有锂源供应系统。需要说明的是，隔膜放卷装置和金属箔放卷装置的位置关系并不需要严格按照上述描述，只需要二者在高度方向上错开就行，即二者可以采用同一个支架之类的装置，只需要二者在高度方向上不重叠即可，同样，阳极片收卷装置和金属箔收卷装置也是如此。

作为本发明锂离子电池富锂阳极的制备装置的一种改进，所述锂源供应系统包括锂带圈、三联滚装置、支持圈和第一控制箱，所述锂带圈设置于所述支持圈内，所述支持圈设置于所述三联滚装置的下表面，所述三联滚装置与所述第一控制箱连接。

作为本发明锂离子电池富锂阳极的制备装置的一种改进，所述第一控制箱上设置有升降旋钮和通电开关。

作为本发明锂离子电池富锂阳极的制备装置的一种改进，所述电镀槽包括槽体、设置于所述槽体内的工作台、浮力阀、浮力球和直通阀，所述浮力阀设置于所述槽体的侧壁上，所述浮力球设置于所述槽体内，所述直通阀设置于所述管道上，，所述工作台的两侧分别设置有入料支架和出料支架。

作为本发明锂离子电池富锂阳极的制备装置的一种改进，所述压辊连接有第二控制箱和力度感应电机，所述第二控制箱上设置有压力调节旋钮和速度调节旋钮。

作为本发明锂离子电池富锂阳极的制备装置的一种改进，所述隔膜放卷装置包括设置于第一支架上的第一顶部滚轴和伺服电机，所述金属箔放卷装置包括设置于所述第一支架上的第一中部滚轴和伺服电机，所述第一支架还包括架体用于支撑所述第一顶部滚轴和所述第一中部滚轴的第一架体。

作为本发明锂离子电池富锂阳极的制备装置的一种改进，所述隔膜收卷装置包括设置在第二支架上的第二顶部滚轴，所述第二支架还包括用于传送金属箔的第二中部滚轴和用于支撑所述第二顶部滚轴和所述第二中部滚轴的第二架体。