[发明专利]独立控制室型快速冷却凝固装置

说明书

本发明涉及一种连续快速冷却凝固装置，更具体地，根据本发明的所述连续快速冷却凝固装置包括：冷却辊子，用于对供应到所述冷却辊子的外周表面上的熔融金属进行冷却；炉子，用于向所述冷却辊子供应熔融金属；熔融金属供应单元，用于使原材料金属熔化并向所述炉子连续地供应熔融金属；第一室，具有使从所述炉子供应的熔融金属通过所述冷却辊子冷却的密封空间；第二室，独立于所述第一室而形成，并具有使熔融金属通过所述熔融金属供应单元供应到所述炉子的封闭空间。

技术领域

本发明涉及一种独立控制室型快速冷却凝固装置，更具体地，涉及一种能够被独立控制以提高合金的产量的快速冷却凝固装置。

背景技术

近年来，锂二次电池应用于诸如混合动力电动车辆HEV、插电式混合动力电动车辆PHEV和电动车辆EV的交通运输应用领域以及诸如智能电网应用电力储存的高电力消耗领域。

根据这种趋势，为了提高二次电池的能量密度而推进改变电极材料、提高涂层技术、提高封装技术并提高负极中的锂吸收率。然而，除了改变电极材料以外的其它手段已经通过本领域中优化的内部空间和设计而被开发，并且目前已知的是这些手段到达了极限。

近年来，为了提高锂二次电池的能量密度，正在研究使用硅系列合金和锡系列合金作为负极活性材料。当硅系列被用作负极材料时，可以期望获得石墨的理论容量(372Ah/Kg)的10倍的理论容量(4010Ah/Kg)，使其在能量密度方面非常优异。

然而，当石墨的理论体积变化率为12％时，硅的理论体积变化率为300％至400％，这是石墨的理论体积变化率的20倍或更多。因此，在硅系列合金被用作负极活性材料的情况下，由于在反复充电和放电的同时锂离子进入和离开负极材料的过程中的体积变化而产生的合金的膨胀，颗粒逐渐移出，使得产生循环特性下降的缺点。当活性材料的体积变化显著时，出现活性材料颗粒的裂纹以及在活性材料和集流体之间的接触松动，使得还产生充电和放电循环的寿命缩短的问题。

特别是，当活性材料颗粒中出现裂纹时，由于活性材料颗粒的表面积增加，活性材料颗粒和非水电解质之间的反应增加，因此由非水电解质的分解产物构成的膜容易形成在活性材料的表面上。当这样的膜形成时，活性材料和非水电解质之间的界面阻力增大，使充电和放电循环的寿命缩短。为了解决这种问题，用作负极活性材料的材料组成应该被均匀地形成。

可使用熔融纺丝(melt spinning)方法来制造硅系列的负极活性材料，图1中示出了应用熔融纺丝方法的制造装置的概念视图。应用熔融纺丝方法的制造装置包括用于熔化并容纳原材料合金的炉子(crucible)501以及接触从炉子501排出的熔融合金502的旋转辊子503。从炉子501排出的熔融合金502在与旋转辊子503接触时被冷却，所得产品以带状形式形成。

然而，在这种制造装置的情况下，当熔融原材料被完全耗尽时，为了再次补充原材料，需要进行更换的额外工作(诸如，打开密封装置)，使得工作连续性下降。此外，由于再次供应的原材料应被熔化，因此整个过程被延迟。

发明内容

技术问题

本发明提供一种连续快速冷却凝固装置，该连续快速冷却凝固装置能够在使熔融金属供应到冷却辊子并被冷却的冷却室中执行真空处理，同时独立地控制用于供应并冷却熔融金属的室。

此外，本发明提供一种连续快速冷却凝固装置，该连续快速冷却凝固装置包括控制装置，该控制装置用于无论炉子中容纳的熔融金属的耗尽程度如何，均以恒定压力向冷却辊子供应熔融金属。

本发明提供一种连续快速冷却凝固装置，该连续快速冷却凝固装置能够连续供应熔融金属，以使打开以补充将要被熔化的原材料金属的装置被最小化，并将工作连续性保持到最大可能程度。

此外，本发明提供一种连续快速冷却凝固装置，该连续快速冷却凝固装置具有易于执行熔融金属的连续供应的结构。

技术方案