[发明专利]锂离子电池负极高容量元素材料的激光增添方法及设备

权利要求书

1.锂离子电池负极高容量元素材料的激光增添方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将涂布电极片置于保护气氛围内激光烧蚀涂布电极片产生沟槽，清理清理沟槽产生粉末；

2)在沟槽中填充高容量元素材料粉末；

3)激光再次对填充在沟槽内的高容量元素材料粉末进行烧结，并回收多余的高容量元素材料粉末；

4)重复步骤2)～3)多次，直至完成整个涂布电极片的高容量元素材料粉末增添，获取负载高容量元素材料的涂布电极；

5)清理涂布电极表面，去除杂质，再将涂布电极切割成规格一致的电极片，将其直接作为锂离子电池负极，并与准备好的电池壳、电解液、隔膜及弹片按照顺序组装、压实制成电池，并浸入电解液中；

6)待电解液充分浸湿电池后，测试电池的电化学性能。

2.如权利要求1所述的锂离子电池负极高容量元素材料的激光增添方法，其特征在于：所述保护气为氩气，气体流量为12L/min。

3.如权利要求1所述的锂离子电池负极高容量元素材料的激光增添方法，其特征在于：所述高容量粉末为硅基粉末或铁基粉末。

4.如权利要求1所述的锂离子电池负极高容量元素材料的激光增添方法，其特征在于：所述激光由激光器为纳秒脉冲激光器产生，激光波长为532nm，脉冲频率1kHz～30kHz,脉宽1～100ns，单脉冲能量0.1～10×10^-4J，激光垂直于涂布电极片表面。

5.根据权利要求1～4任意一项所述锂离子电池负极高容量元素材料的激光增添方法构建的设备，其特征在于，包括：

外壳，内设有工作腔，所述外壳顶部设有上盖，侧面设置有可开合的观察门；

激光加工单元，设置于外壳内，包括固定装置、激光照射部、送粉部以及至少一套吸粉部，所述激光照射部、送粉部以及至少一套吸粉部分别通过固定装置设置于所述路径控制装置上，所述激光照射部的激光输入口通过光纤与辅助单元的激光输出口相连接，用于涂布电极片的沟槽烧蚀形成及成型；所述送粉部与所述工作腔相连通，用于向涂布电极片的沟槽内添加粉末；所述吸粉部的出粉口与所述辅助单元的吸粉口管路连通，用于多余粉末的吸取回收；

辅助单元，设置于外壳的外壁上，包括粉末回收装置、泵浦源以及供气部，所述粉末回收装置的吸粉口通过吸管与所述吸粉部的出粉口管路连通；所述泵浦源的激光输出口通过光纤与所述激光照射部的激光输入口相连接；所述供气部的出气口分别与所述工作腔、所述送粉部管路连通；

以及路径控制装置，设置于所述外壳的工作腔内，包括托台、动作执行部和带人机交互界面的控制器，所述动作执行部包括水平位置调节机构和竖向位置调节机构，所述位置调节机构设置于所述工作腔的上部，并且所述位置调节机构的调节部与所述加工单元相连接，用于调节所述激光加工单元的水平位置；所述竖向位置调节机构的竖向升降部与所述托台相连接，用于控制所述托台升降以调节托台与加工单元之间的距离；所述控制器的信号输入端与所述人机交互界面信号连接，所述控制器的信号输出端与所述加工单元、所述辅助单元、所述动作执行部、所述位置调节机构的控制端电连接或信号连接，用于控制设备运行。