[实用新型]一种带有保护层的超薄金属锂带生产装置

说明书

一种带有保护层的超薄金属锂带生产装置，特征是沿金属锂带传送方向，依次设置第一涂覆机构、轧制机构、第二涂覆机构和固化机构。第一涂覆机构为喷涂机构、刮涂机构或者浸涂机构，第一涂覆机构用于在金属锂带的双表面涂覆聚二甲基硅氧烷试剂；轧制机构包括上轧辊和下轧辊；第二涂覆机构包括容器、空心刮刀和导流管，第二涂覆机构用于在轧制后的金属锂带的上表面涂覆固化剂和聚二甲基硅氧烷的混合试剂；固化机构包括固化室和固化元件，固化元件为红外加热器、电加热器或者紫外固化灯。本方案解决了金属锂带轧制过程中锂粘辊、带有聚二甲基硅氧烷保护层的金属锂带不能大规模工业生产的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及金属锂带的加工或生产设备，特别是涉及一种带有保护层的超薄金属锂带生产装置。

背景技术

超薄锂带作为锂金属电池负极用，可以显著提升电池的能量密度，且大大降低锂作为负极的重量。超薄锂带可以对锂离子电池负极极片进行预先补充部分活性锂，从而改善锂离子电池性能，提高电池负极的效率。

现阶段，主要采用挤压或者轧制方法制得金属锂箔，也有将挤压工序制得的厚锂带经轧机轧制成超薄锂箔。由于锂金属本身较软，通过轧辊压延制备超薄锂带过程中会出现锂粘辊问题。为解决此问题，中国专利CN107052047A提出了在金属锂带表面涂布润滑剂的方法，虽然可以避免轧制时锂粘辊，但是还要增加后续清洗吹干工艺，油污也有可能有残留。

在后续应用中，锂枝晶的生长是限制金属锂负极二次电池进一步发展的主要障碍。由于电池充放电循环过程中锂枝晶的不断生长，锂枝晶极有可能刺穿隔膜到达正极造成电池内部正负极短路，引起局部过热导致火灾甚至爆炸。为抑制锂枝晶，中国专利CN109309200A提出构建具有疏水包覆层的金属锂-骨架碳复合材料作为锂电池负极的构思，所述金属锂-骨架碳复合材料包括多孔碳材料载体和至少分布于多孔碳材料载体的孔隙中的金属锂；所述疏水包覆层由成膜性疏水物质组成，优选自成膜性疏水高分子，例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)。将金属锂-碳骨架复合材料与溶解有成膜性疏水物质或者具有锂反应性部分和疏水性部分的化合物的有机溶剂混合；通过固液分离或蒸发，获得具有疏水包覆层的金属锂-骨架碳复合材料。此构思虽然可以抑制锂枝晶的产生，但是制备方法并不适合大规模工业生产。

发明内容

本实用新型提供一种带有保护层的超薄金属锂带生产装置，其目的是解决金属锂带轧制过程中锂粘辊、带有聚二甲基硅氧烷保护层的金属锂带不能大规模工业生产的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种带有保护层的超薄金属锂带生产装置，沿金属锂带传送方向，依次设置第一涂覆机构、轧制机构、第二涂覆机构和固化机构。

所述第一涂覆机构为喷涂机构、刮涂机构或者浸涂机构，第一涂覆机构用于在金属锂带的双表面涂覆聚二甲基硅氧烷试剂；所述喷涂机构包括上表面喷嘴和下表面喷嘴，所述上表面喷嘴和下表面喷嘴的开口均朝向金属锂带，而且均与金属锂带的表面相距布置；所述刮涂机构包括两个刮刀和两个浆料料槽；所述浸涂机构包括浸涂辊和浸涂槽。

所述轧制机构包括上轧辊和下轧辊，所述上轧辊和下轧辊对称设于金属锂带的上方和下方，且均与金属锂带表面接触，上轧辊和下轧辊转动方向与金属锂带传送方向一致。

所述第二涂覆机构包括容器、空心刮刀和导流管，第二涂覆机构用于在轧制后的金属锂带的上表面涂覆固化剂和聚二甲基硅氧烷的混合试剂；所述空心刮刀位于金属锂带的上方，且与金属锂带的上表面相距布置；从金属锂带上方俯视观察，所述空心刮刀刀口的长度方向与金属锂带的传送方向呈夹角，从金属锂带侧面观察，所述空心刮刀刀口与金属锂带的上表面平行，所述空心刮刀刀口的刮涂区域履盖金属锂带的宽度；所述容器上设有一出料口，所述出料口和空心刮刀通过导流管贯通连接，所述导流管上设有流量控制阀。