[实用新型]一种基于锂电池极片的集流体微结构制备系统

说明书

本实用新型涉及激光技术领域，具体涉及一种基于锂电池极片的集流体微结构制备系统，包括平台以及固定设于平台上用于输送集流体的输送装置，在输送装置的上方设有用于加工集流体微结构的激光加工装置和用于监测定位集流体的电荷耦合器件，激光加工装置包括设于输送装置上方的激光烧蚀头和用于发射激光光束的激光器；本实用新型能够根据锂电池极片的电极材料的尺寸确定集流体上所需制备的微结构的尺寸，然后通过控制激光烧蚀头在集流体上加工出相应尺寸的集流体微结构，集流体微结构能够增大电极材料与集流体之间的结合面积，提高了电极材料与集流体之间的粘附力，从而能够增加电池寿命，并且降低了电池极片的制造成本。

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，具体涉及一种基于锂电池极片的集流体微结构制备系统。

背景技术

锂电池以其单位能量密度高、可适用范围广泛以及优异的大电流放电性能等优势成为二次电池中的佼佼者，近年来，随着新能源动力汽车的研制与发展，以替代基于化石燃料的陈旧能源结构为目的能源改革正在推进，以锂电池为核心的能源构架正获得广泛的认同与接受。

锂电池的集流体应具有重量轻、机械强度高、表面积大、在电解液中电化学稳定性好、与活性物质接触性好等特点，正极及负极材料需要涂覆在电池极片上，正极及负极材料一般为锂离子聚合物和石墨等，集流体一般为铝、铜等金属材料，其中，正极及负极材料与金属极片基材的附着力对电池性能有显著的影响，如附着力较差会导致极片脱层、接触电阻过大导致放电能力弱、电池电压平台低等缺点；目前商业化的集流体表面结构过于单一，活性物质直接涂覆在缺乏特殊表面结构的集流体上，两者只是简单的机械结合，存在结合强度不高，结合有效面积低等缺点，导致活性物质与集流体的接触电阻过大，并进一步造成电池可逆容量低、倍率性能差和容量稳定性差等问题，从而影响电池的综合性能。

为了提高活性物质与集流体的结合强度和电极导电性能，研究具有特殊表面功能结构的集流体及其关键制造技术，使集流体与活性物质颗粒之间形成相互紧密啮合的界面，从而减小活性物质与集流体之间的接触电阻、降低活性物质体积变化带来的容量衰减问题具有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型目的在于为克服现有的技术缺陷，提供一种基于锂电池极片的集流体微结构制备系统，实现电极材料及集流体的重复结合，增加附着力以及接触均匀性，从而增加电池寿命。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于锂电池极片的集流体微结构制备系统，包括平台以及固定设于所述平台上用于输送集流体的输送装置，所述输送装置的上方设有用于加工集流体微结构的激光加工装置和用于监测定位集流体的电荷耦合器件，所述激光加工装置包括设于所述输送装置上方的激光烧蚀头和用于发射激光光束的激光器。

进一步的，所述激光器的输出端设有光闸。

进一步的，所述光闸与所述激光烧蚀头之间设有用于扩大激光光束的扩束器。

进一步的，所述激光烧蚀头包括由上往下依次设置的扫描振镜和用于聚焦激光光束的场镜，通过所述扫描振镜接收所述扩束器传输来的激光光束。

进一步的，还包括工控机，所述输送装置、电荷耦合器件、激光器、光闸、扩束器、扫描振镜和场镜分别与所述工控机连接。

进一步的，所述输送装置包括分设于所述平台左右两端的主动轴和从动轴以及卷绕设于所述主动轴和从动轴上的传送带，还包括与所述主动轴传动连接的电机，所述电机与工控机连接。

进一步的，所述激光器为皮秒激光器或飞秒激光器。

进一步的，所述扫描振镜为X-Y方向的两轴扫描振镜。

进一步的，所述集流体的材料为金属箔。

进一步的，所述集流体为铜箔或锡箔。

本实用新型具有以下有益效果：