[发明专利]一种异步加热延压装置、大宽幅超薄金属锂箔及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种异步加热延压装置、大宽幅超薄金属锂箔及其制备方法和应用，异步加热延压装置包括牵引基材放卷单元，用来放卷牵引基材；锂带放卷单元，用来放卷锂带；异步加热压延单元，异步加热压延单元中包括第一延压辊、第二延压辊和加热箱；所述加热箱用来加热第一延压辊；所述第一延压辊对牵引基材进行加热；所述第一延压辊和第二延压辊轴线平行，对向设置，使牵引基材和锂带复合为复合带；收卷单元，用来收卷复合带。该装置通过设置加热箱和异步的第一延压辊和第二延压辊，能够制得厚度均一的大宽幅超薄金属锂箔；该锂箔应用在电池中具有较高的首效。锂箔的宽度为1～600mm；所述锂箔的厚度为1～20μm；电池的首效高达98％。

技术领域

本发明属于超薄锂箔技术领域，尤其涉及一种异步加热延压装置、大宽幅超薄金属锂箔及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池由于能量密度高、使用寿命长、绿色无污染等优势被广泛应用于消费类电子产品和电动汽车领域。然而在锂电池的首次充放电过程中都会由于固体电解质膜(SEI膜)的形成而消耗部分锂，造成正极材料锂的损失，且此不可逆的首次容量的损失直接导致电池容量的损失。目前，锂离子电池极片的补锂工艺是提高锂电池容量的关键技术，其核心在于压延与覆合。压延即是将0.25mm～2mm的锂带通过辊压形成0.002mm～0.006mm的锂膜，并使其附着于牵引膜上的一种工艺方法。

现有的补锂工艺，在压延锂带的过程中，当锂带来料的厚度波动较大(≥±10μm)时，特别是当锂带幅宽较大(150mm以上)时，锂带在入料过程中宽度方向所受的张力不均，通常是两边大中间小，使得锂带宽度方向上的形变量不一致(厚度不均，中间厚两边薄)，因此，在压辊高速运转时，锂带来料厚度的波动、锂带宽度方向张力的不一致以及锂带宽度方向形变不均匀等因素容易导致锂带中间部位堆积在辊压入料处并形成锂堆积，锂堆积越积越多且难以消除，严重影响锂带正常入料，降低了锂带压延的厚度一致性，导致无法连续生产，造成物料浪费、产能降低。另外，传统的压延对辊压机的要求较高，传统的单纯的辊压根本无法实现将锂带辊压到2μm～6μm的厚度，即使能够实现也需要其他辅助材料，但辅助材料价格昂贵近一步提高锂带的成本且不能完全得到成分单一的金属锂带从而严重影响其性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种异步加热延压装置、大宽幅超薄金属锂箔及其制备方法和应用，该装置能够制备得到厚度均一的大宽幅超薄锂带。

本发明提供了一种短流程制备大宽幅超薄金属锂箔的异步加热延压装置，包括牵引基材放卷单元，用来放卷牵引基材；

锂带放卷单元，用来放卷锂带；

锂带预整形单元；

异步加热压延单元，所述异步加热压延单元中包括第一延压辊、第二延压辊和加热箱；所述加热箱用来加热第一延压辊；所述第一延压辊对牵引基材进行加热；所述第一延压辊和第二延压辊轴线平行，对向设置，使牵引基材和锂带复合为复合带；

收卷单元，用来收卷复合带。

优选地，第二延压辊的表面包覆陶瓷层或聚合物层。所述陶瓷层包括氧化铝、氧化锆、氧化铬、复合物陶瓷涂层中的一种或多种；所述聚合物涂层包括聚硅氧烷、长链烷烃、石蜡中的一种或多种。

优选地，所述锂带放卷单元中包括依次设置的锂带放卷辊、第一辅助导辊、第一张力检测辊和测速辊；

所述牵引基材放卷单元中包括依次设置的基材放卷辊、第二辅助导辊、第一纠偏传感器、第三辅助导辊和第四辅助导辊；

所述锂带预整形单元中包括依次设置的第二纠偏传感器和对向设置的整形辊；

所述收卷单元中包括依次设置的第二张力检测辊、第三纠偏传感器和复合带收卷辊。

优选地，所述牵引基材选自不锈钢箔，铜箔，钢箔或铁箔。