[发明专利]扣式锂电池负极用锂绳及其加工方法和加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种一次锂电池负极材料，尤其涉及一种一次扣式锂电池的负极用金属锂绳的加工装置、加工方法和用该装置和方法生产出来的金属锂绳。

背景技术

目前，一次扣式锂电池负极金属锂片的生产装配方法有两种，第一种方法是手工将锂带冲切成锂圆片手工放入焊好负极集流网的负极盖内，再将锂圆片与负极集流网压制在一起。第二种方法是用机械方法将锂带剪切成方形片，放入无负极集流网的负极盖，靠模具冲压模锻使锂片形成圆片与负极盖结合成一体。

采用这两种方法装配的负极锂片，第一种方法，由于人工操作，锂片在放入负极盖时暴露在干燥空气中，易在锂片表面形成氧化层，从而增加电池负极表面的电阻，降低负极的放电活性，致使锂电池初期电势偏低，降低电池放电性能。第二种方法，方形锂片在压力下形成圆形片时，经常出现充不满整个负极盖底面的情况，因此负极锂片放电反应面积减小，降低电池放电性能。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述现有技术中的不足，根据锂的金属特性，提供一种能够提高电池放电性能的扣式锂电池负极金属锂绳的加工装置和加工方法，使用该装置和方法得到的金属锂绳生产的负极，可充满负极壳底部，并与负极壳紧密结合在一起。提高一次扣式锂电池的性能和寿命。

本发明提供一种制造所述一次扣式锂电池负极金属锂绳的加工装置。

所述一次扣式锂电池负极金属锂绳的加工装置包括：恒温挤压成型机挤压缸1、挤压筒2、成型模具3、固定导向槽轮5、浮动槽轮6、张力检测装置7、卷绕盘8、卷绕架车9、卷绕驱动10、卷绕移动丝杠11、卷绕横向移动驱动12、机座13和控制装置。所述的成型模具其成型口为圆形，直径为1~15mm。卷绕盘8和卷绕驱动10安装在卷绕架车9上，卷绕架车9由卷绕横向移动驱动12在机座13上沿卷绕移动丝杠11作直线往复运动。此运动的移动量由卷取盘宽度决定，运动的速度v与卷绕盘转速r成正比，与锂绳直径d成正比，公式为v＝r*(d+m)，m取值为0.2~0.5mm。所述卷绕架车9直线往复运动，可通过卷绕移动丝杠11实现，也可以由齿轮齿条、链轮链条或液压缸得以实现。浮动槽轮6上装有张力检测装置7，可检测锂绳收卷的张力，张力检测装置7将张力信号输出给控制装置，控制装置根据检测到的数值调节卷绕驱动10的卷绕驱动张力，控制装置控制卷绕驱动和卷绕盘8卷绕转速及卷绕架车9横向往复直线运动。机座13上可以设置限位换向开关，能够实现架车9在到达位移点后反向运动。

本发明同时提供一种制造所述一次扣式锂电池负极金属锂绳的加工方法。

所述金属锂绳在干燥间加工，生产环境温度为室温，相对湿度≤1％。

将锂锭放入挤压成型机的挤压缸筒2内，靠挤压杆1将金属锂从模具3的成型口中挤出，形成锂绳4，锂绳4经固定圆槽形导轮5，浮动圆槽形导轮6，卷绕到卷绕盘8上。金属锂绳在卷绕盘上分层卷取，按螺旋状整齐排列，金属锂绳间留有适当间隙，间隙为0.1~1mm，卷绕速度为5~30m/min，金属锂绳卷绕盘采用密封包装。

利用上述装置和方法所生产的一种一次扣式锂电池负极金属锂绳，其横断面为圆型或多边形，多边形可以是六角形、八角形等。锂绳的直径为1~15mm。

本发明的有益效果是：采用该方法制造的一次扣式锂电池负极金属锂绳，由于其横截面是圆形或多边形，当自动化组装锂电池负极时，冲切下的锂绳小段呈圆柱形或多边柱体。当与负极壳冲压组装时，更容易形成圆形负极充满负极壳底面，且可以实现机械自动化组装，锂电产品质量更稳定，减少传统手工装配粒电池时工序多、效率低、材料浪费大、生产效率低、锂电产品质量不稳定的缺陷。

附图说明

图1为卷绕装置示意图，其中：1、挤压杆；2、挤压缸筒；3、成型模具；4、锂绳；5、固定导向槽轮；6、浮动槽轮；7、张力检测装置；8、卷绕盘；9、卷绕架车；10、卷绕驱动；11、卷绕移动丝杠；12、卷绕横向移动驱动；13、机座。

具体实施方式

结合具体实施例和附图说明本发明，但本发明并不限于本实施例和附图。

实施例一：生产工作环境为室温，相对湿度≤1％，将金属锂含量≥99.9％的圆柱形锂锭放入挤压成型机的挤压缸筒2内，靠挤压杆1将金属锂从成型模具3的成型口中挤出，成型口为圆形，直径为3mm，得到直径为3mm的锂绳4。锂绳4经固定导向槽轮5，浮动槽轮6，卷绕到卷绕盘8上，卷绕速度为5m/min，锂绳间卷绕间隙为0.1mm。

实施例二：生产工作环境为室温，相对湿度≤1％，将金属锂含量≥99.9％的圆柱形锂锭放入挤压成型机的挤压缸筒2内，靠挤压杆1将金属锂从成型模具3的成型口中挤出，成型口为圆形，直径为15mm，得到直径为15mm的锂绳4。锂绳4经固定导向槽轮5，浮动槽轮6，卷绕到卷绕盘8上，卷绕速度为30m/min，锂绳间卷绕间隙为1mm。