[发明专利]一种中空纤维电极生胚批量可视化激光切割系统和方法

说明书

本发明提供一种中空纤维电极生胚批量可视化激光切割系统和方法，该系统包括基座、生胚定型装置、导轨和激光切割装置，基座周向围设成生胚切割区；生胚定型装置包括定型底座，定型底座设置于生胚切割区，批量中空纤维电极生胚平行固定排列于定型底座上；导轨设置于生胚定型装置的上方，并沿基座发生移动；激光切割装置滑动连接于导轨上，并沿导轨发生移动。本发明的系统应用于对批量中空纤维电极生胚进行快速激光切割成特定长度，结构简单、操作方便，实现可控切割，并保证接头光滑、平整，制备出高均一性、高准直度的中空纤维电极材料；利用控制单元和图像采集单元来调整并设定切割路径，大幅提高生产效率。

技术领域

本发明属于化学工程与工艺领域，特别是涉及一种中空纤维电极生胚批量可视化激光切割系统和方法。

背景技术

碳达峰、碳中和目标的逐步推进，将使我国加快能源结构转型和新型能源产业发展，蓬勃发展的可再生能源开发利用则为能源绿色低碳转型提供了强大支撑。发展可再生电能驱动的电化学转化合成化学品，对于改善能源结构，带动经济、社会可持续发展和产业升级具有重要意义。

基于中空纤维电极构建的电化学反应系统，与目前常规的电化学研究体系相比，能显著强化电极界面上的电化学反应动力学过程，优化物质与电荷传递，使得该电化学反应系统适于进行高效率、大规模的电化学转化过程。同时中空纤维电极适于大规模、低成本、高效率制备，中空纤维电极组分单一，结构皮实可靠，适于电化学转化过程的长周期、稳定运行。因此，基于中空纤维电极构建的电化学反应系统更易于满足工程放大和工业化生产的需要。

目前中空纤维电极制备方案仍处于小规模生产应用级别，涉及的浆料配置、软体纺制、生胚定型、生胚烧制、电极装配及电极运行等一系列生产运行工艺仍存在无法满足大规模生产应用需求的问题，生产工艺流程亟需优化，生产效率亟需提高。

同时，由于中空纤维电极由金属或金属氧化物组成，因此中空纤维电极呈刚性而非塑性，现有的制备工艺中，由于生胚制备时的不均一性、生胚机械切割时的受力形变等因素，造成后续热处理过程中发生进一步变形的弯曲，而无法满足中空纤维电极阵列组装时对中空纤维电极的高准直度需求。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种中空纤维电极生胚批量可视化激光切割系统和方法，用于解决现有技术中中空纤维电极的准直度不足，无法满足中空纤维电极阵列组装需求的问题，以及现有技术中的生产工艺无法满足大规模生产应用需求，生产效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种中空纤维电极生胚批量可视化激光切割系统，所述系统包括：

基座，所述基座周向围设成生胚切割区，所述生胚切割区用于放置批量的中空纤维电极生胚；

生胚定型装置，所述生胚定型装置包括定型底座，所述定型底座设置于所述生胚切割区，批量中空纤维电极生胚平行固定排列于所述定型底座上；

导轨，所述导轨设置于所述生胚定型装置的上方，所述导轨沿垂直于所述中空纤维电极生胚的长度方向滑动设置于所述基座上，并沿所述基座发生移动；

激光切割装置，所述激光切割装置用于切割所述中空纤维电极生胚，所述激光切割装置滑动连接于所述导轨上，并沿所述导轨发生移动。

优选地，所述激光切割装置包括激光光源和图像采集单元，所述激光光源用于切割所述中空纤维电极生胚，所述图像采集单元用于实时采集所述激光光源的可视化信息。

优选地，所述生胚定型装置还包括生胚承托件，所述生胚承托件设置有多个，多个所述生胚承托件并排固定放置于所述定型底座中，且每个所述生胚承托件上均开设有多个承托槽，所述中空纤维电极生胚穿过多个所述生胚承托件上的所述承托槽，并在所述承托槽中定型。