[发明专利]一种石墨烯涂层导电集流体的生产设备

说明书

本发明公开了一种石墨烯涂层导电集流体的生产设备，包括喷涂单元，喷涂单元包括：料浆桶；搅拌器，其搅拌棒伸入料浆桶内；导管，其一端与料浆桶底部连通，另一端与静电喷涂针头连通，静电喷涂针头设于壳体内部；壳体相对的两个壁上设有槽口；推进和限流装置，用以控制导管中的涂料的流速和流量；干燥装置，其设于壳体外部；生产设备还包括：气氛热还原处理装置，其设于干燥装置外部；导轨，其穿过槽口，且其两端分别与第一收卷轮和第二收卷轮连接；导轨的传送方向为自第一收卷轮至第二收卷轮；驱动装置，其设于气氛热还原处理装置和第二收卷轮之间，用以驱动导轨的传送。本发明可实现品质优良且性能可控的石墨烯涂层导电集流体的大规模生产。

技术领域

本发明涉及装备制造技术领域，具体涉及一种石墨烯涂层导电集流体的生产设备。

背景技术

导电集流体是锂离子电池电芯的重要组成部分，起到附着电池活性物质，导电，连接电池电极材料和外部电源，保证电池结构完整性和稳定性等作用，但不经过处理的普通导电集流体存在粘附效果差，内阻高，涂覆后整体导电性差，长时间循环或高电压下容易被电解液侵蚀等问题，为此，人们多采用涂碳铝箔来解决上述问题，即通过流延的方式在集流体的两个表面分别涂覆一层厚度为1-2μm的导电碳涂层，提高了电极材料与集流体之间的粘附力，提高了整体极片的导电性，提高了导电集流体耐电解液腐蚀和耐高压等性能。然而，传统的涂碳铝箔涂层较厚，既增加了成本，由增加了电极片的整体内阻，而且导电炭黑颗粒的导电性能较差，对集流体的保护效果不理想。

石墨烯具有极高的电子导电性和机械特性，纳米尺寸的二维结构可以形成超薄致密的保护涂层，其表面形成的褶皱结构能够有效提高电极材料的粘附效果。有研究表明，相同测试条件下，涂石墨烯铝箔的电池连续充放电950h后仍保持91％的可逆比容量，而传统铝箔的电池可逆比容量仅剩75％。由此可见，石墨烯作为导电集流体的表面涂层，具有非常广阔的应用前景。

然而，目前涂石墨烯铝箔仍处于实验室研发阶段，主要原因是制备方法多采用化学气相沉积等成本昂贵，难以实现批量化生产的制备技术，且仅能进行小批量，间歇式方式制备。

综上所述，一种连续式、低成本的石墨烯涂层导电集流体的生产设备的设计和实现，具有重大意义。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种石墨烯涂层导电集流体的生产设备，以解决上述现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例提供了一种石墨烯涂层导电集流体的生产设备，包括喷涂单元，喷涂单元包括：

料浆桶，其顶部设有开口；

搅拌器，其设于料浆桶顶部外侧、且其搅拌棒自料浆桶的顶部开口处伸入料浆桶内；

导管，其一端与料浆桶底部连通，另一端与静电喷涂针头连通，静电喷涂针头设于壳体内部；壳体平行于静电喷涂针头的喷涂方向、且相对的两个壁上均设有槽口，槽口垂直于静电喷涂针头的喷涂方向；

推进和限流装置，其用以控制导管中的涂料的流速和流量；

干燥装置，其设于壳体外部、且靠近一个槽口处；

生产设备还包括：

气氛热还原处理装置，其设于干燥装置外部、且背离壳体一侧处；

导轨，其两端各穿过壳体上的一个槽口，且其两端分别与第一收卷轮和第二收卷轮连接；第一收卷轮设于壳体外部、且背离干燥装置一侧处，第二收卷轮设于气氛热还原处理装置外部、且背离干燥装置一侧处；导轨的传送方向为自第一收卷轮至第二收卷轮；导轨穿过干燥装置和气氛热还原处理装置；

驱动装置，其设于气氛热还原处理装置和第二收卷轮之间，其用以驱动导轨的传送。