CN204825084U - 一种高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置，包括轴承组和依次设置的放卷电机、溶剂池、碱液池、酸液池、热风机以及收卷电机；所述酸液池设有装设有惰性阴极的直流电源装置。生产时在收卷电机和放卷电机的驱动下，铝箔首先在溶剂池中清洗油污，接着在碱液池中去除自然氧化层，然后在酸液池中直流电的作用下形成多孔氧化铝电阻层，水洗干燥后收卷入库。本实用新型装置操作简单，易于加工，能够对铝集流体进行连续处理，所生产的铝集流体的内阻一致性高，易于电池组合应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池电池领域，更具体地，涉及一种高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置。
背景技术
锂电池由于具有容量大，安全且体积能量密度高等优点，广泛应用与各种便携式电子产品，目前大型用电设备，如储能、电动汽车等领域形成巨大的应用规模。金属铝由于具有导电率高、延展性好、可加工性强、成本低等诸多优点，并且其表面存在致密的钝化层可以保护铝箔即使在高电位下亦不被氧化，因此铝箔被广泛应用于锂二次电池和锂一次电池正极集流体。
锂二次电池内部主要由正极片、负极片、隔膜和电解液组成，其中正极片包括正极铝集流体和正极活动物质的膜片，负极片包括负极铜集流体和负极活动物质的膜片。普通的锂离子电池中负极膜片的电阻小，当正极集流体铝箔与负极膜片短路后，电阻较小，产生极大的短路电流，瞬间放出大量的热集中于短路点，极有可能引燃电解液和负极活性物，造成电池起火、爆炸。锂一次电池情况类似，其负极为金属锂带，负极活性物质本身即为集流体，其电阻非常低，电池非正当使用时，如受到挤压、撞击或被尖锐物品刺穿等机械破坏时，导致正极集流体铝箔与负极锂带短路，势必造成严重的热失控。
在正极铝集流体表面增加一层纳米多孔氧化铝电阻层，可增大正极集流体与负极片的接触电阻，提高锂离子电池的短路安全性，且其多孔结构可以有效增大正极活性物质的附着强度，提高锂离子电池充放电循环性能，同时提高锂离子电池充放电时电流在极片上的均衡性，使得批量电池的内阻一致性高，易于电池组合应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置，所述连续表面处理装置能够对铝集流体的表面进行连续处理，并在铝集流体表面生成一层纳米多孔氧化铝电阻层。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置，包括轴承组和依次设置的放卷电机、溶剂池、碱液池、酸液池、热风机以及收卷电机；所述酸液池设有装设有惰性阴极的直流电源装置。
所述溶剂池工作时注入乙醇或丙酮，所述铝箔经过溶剂池的处理以去除油污。
工作时，所述碱液池内注入0.1~1mol/L的碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种的混合水溶液，所述铝箔经过碱液池的处理以去除铝箔表面自然形成的氧化层。
工作时，所述酸液池内注入0.1~1.0mol/L的硫酸、磷酸、乙二酸、2-羟基丙酸中的一种或多种混合水溶液。
所述轴承组包括若干个相连接的轴承，能够对铝箔起到支撑与导向的作用，便于传送铝箔。通过放卷电机、轴承组以及收卷电机的配合之下，所述铝箔依次经过溶剂池、碱液池、酸液池、热风机进行处理，以实现铝箔的连续处理。
当所述铝箔经过所述直流电源装置时，所述铝箔与所述直流电源装置的阳极与相连接。所述直流电源装置的工作电压为10~36V，电流密度为10~100mA/cm2，通过对直流电源装置的工作电压和电流密度进行调节，以精确控制铝集流体上形成的多孔氧化铝电阻层的厚度（10~100nm）。
优选地，所述溶剂池与碱液池之间、所述碱液池与酸液池之间、以及所述酸液池与热风机之间均设置有水洗装置，以去除经处理后铝箔表面残留的溶液。更优选地，所述水洗装置为水洗喷头。
优选地，所述惰性阴极为石墨板或钛金属板。
优选地，所述轴承组为胶质轴承组，所述胶质轴承组由多个胶质轴承组成。
优选地，所述酸液池设有搅拌装置。
优选地，所述轴承组包括设于溶剂池的第一轴承、设于碱液池的第二轴承和设于酸液池的第三轴承。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型所述的一种高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置，通过放卷电机、轴承组以及收卷电机的配合之下，将所述铝箔依次经过溶剂池、碱液池、酸液池、热风机进行表面处理，以使得所述铝集流体表面生成一层多孔氧化铝电阻层，并通过对直流电源装置的工作电压和电流密度进行调节，以精确控制多孔氧化铝电阻层的厚度。所述连续表面处理装置实现了对铝集流体的连续处理，其操作简单，所生产的铝集流体的内阻一致性高，易于电池组合应用。
附图说明
图1为本实用新型的高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际物品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1所示，一种高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置，包括轴承组2和依次设置的放卷电机1、注有乙醇的溶剂池4、注有0.2mol/L的氢氧化钠溶液的碱液池5、注有0.2mol/L硫酸水溶液的酸液池7、热风机10以及收卷电机11，轴承组2包括14个胶质轴承，其中包括设于溶剂池的2个第一轴承、设于碱液池的2个第二轴承和设有酸液池的2个第三轴承，铝箔通过14个胶质轴承2从放卷电机1依次经过溶剂池4、碱液池5、酸液池7、热风机10至收卷电机11。
溶剂池4与碱液池5之间、碱液池5与酸液池7之间、以及酸液池7与热风机10之间均设置有水洗喷头3。酸液池7装设有直流电源装置6，直流电源装置6的阴极8为石墨板，直流电源装置6的阳极与铝箔相连接，酸液池7的底部设有用于搅拌的磁转子9。
工作时，在放卷电机1和收卷电机11的驱动下，铝箔以0.01m/s的线速度，首先经过溶剂池4（去除铝片表面的油污）和碱液池5（去除铝箔表面自然形成的氧化层）的预处理，然后在酸液池7中，以预处理后的铝箔为阳极，石墨板为阴极，在工作电压为30V，电流密度为20mA/cm2的条件下对铝箔进行电解，然后经水洗喷头清洗干净后，在热风机10中，55℃热风吹扫干燥，即得到带有多孔氧化铝电阻层的铝集流体，并可通过收卷电机11收卷入库。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置，其特征在于，包括轴承组（2）和依次设置的放卷电机（1）、溶剂池（4）、碱液池（5）、酸液池（7）、热风机（10）以及收卷电机（11）；所述酸液池（7）设有装设有惰性阴极（8）的直流电源装置（6）。
2.根据权利要求1所述的高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置，其特征在于，所述溶剂池（4）与碱液池（5）之间、所述碱液池（5）与酸液池（7）之间、以及所述酸液池（7）与热风机（10）之间均设置有水洗装置（3）。
3.根据权利要求1所述的高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置，其特征在于，所述惰性阴极（8）为石墨板或钛金属板。
4.根据权利要求1所述的高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置，其特征在于，所述轴承组（2）为胶质轴承组。
5.根据权利要求1所述的高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置，其特征在于，所述酸液池（7）设有搅拌装置（9）。
6.根据权利要求1所述的高安全性锂离子电池铝集流体的连续表面处理装置，其特征在于，所述轴承组（2）包括设于溶剂池（4）的第一轴承、设于碱液池（5）的第二轴承和设于酸液池（7）的第三轴承。
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|---|---|---|---|---|
| CN110914481A (zh) * | 2017-07-18 | 2020-03-24 | Imec 非营利协会 | 固态电池组电池和固态电池组的制造 |
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