一种锂电池的负极补锂装置的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种锂电池的负极补锂装置。


背景技术：

2.目前，随着各种移动设备和电动汽车的普及发展，锂离子电池已经成为可充电池的主流产品。锂离子电池组装完成后首次充放电会消耗一部分锂离子在负极表面形成一层固态电解质界面膜(sei膜)，该部分锂离子的消耗是不可逆的，导致锂离子电池的能量密度降低。对于以石墨为负极的锂离子电池，首次充放电损失约5
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10％活性锂离子，对于以硅碳为负极的锂离子电池，首次充放电损失高达15
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20％活性锂离子。为提高锂离子的能量密度，需要把损失掉的锂离子补回来。目前最接近实际量产应用的方法是超薄金属锂带补锂。
3.该方法是将超薄金属锂带通过厚锂带压延的方式附在支撑膜上，然后转印至负极片上，该方法对压延设备要求高，压延的金属锂膜厚度较厚，且需要消耗大量的支撑膜，生产成本高。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种锂电池的负极补锂装置，以解决目前锂电池的负极材料生产成本较高的问题。
5.为了解决上述问题，本实用新型公开了一种锂电池的负极补锂装置，设置在真空室内的第一过渡仓、第二过渡仓、基材释放设备、多个导轮、第一镀膜设备、第二镀膜设备和极片收卷设备，其中：
6.所述基材释放设备设置在所述第一过渡仓内；
7.所述极片收卷设备设置在所述第二过渡仓内；
8.所述基材释放设备用于连续释放待镀膜的基材，所述基材在被释放后沿多个导轮依次经过所述第一镀膜设备和所述第二镀膜设备后抵达所述极片收卷设备并被所述极片收卷设备收卷，所述基材在经过所述第一镀膜设备时其一面朝向所述第一镀膜设备，所述基材在经过所述第二镀膜设备时其另一面朝向所述第二镀膜设备；
9.所述第一镀膜设备位于所述真空室的一端并靠近所述基材释放设备，用于将所述基材的一面镀上金属锂膜；
10.所述第二镀膜设备位于所述真空室的另一端并靠近所述极片收卷设备，用于将所述基材的另一面镀上金属锂膜。
11.可选的，还包括第一厚度检测模块和第二厚度检测模块，其中：
12.所述第一厚度检测模块设置在所述第一镀膜设备与所述第二镀膜设备之间，用于检测所述第一镀膜设备所镀金属锂膜的第一厚度，得到第一厚度信号，所述第一厚度信号用于使所述第一镀膜设备的控制器对所述第一镀膜设备的功率进行控制，以使所述第一厚度满足预设指标；
13.所述第二厚度检测模块设置在所述第二镀膜设备与所述极片收卷设备之间，用于
检测所述第二镀膜设备所镀金属锂膜的第二厚度，得到第二厚度信号，所述第二厚度信号用于使所述第二镀膜设备的控制器对所述第二镀膜设备的功率进行控制，以使所述第二厚度满足预设指标。
14.可选的，所述第一镀膜设备为磁控溅射设备或蒸镀设备。
15.可选的，所述第一镀膜设备设置有靶材或蒸发源更换设备，其中：
16.所述靶材或蒸发源更换设备用于将靶材或蒸发源安装好，并将安装好的靶材或蒸发源推送到所述第一磁控溅射设备的溅射靶位置或第一蒸镀设备的蒸发源位置。
17.可选的，所述第一镀膜设备设置有第一遮挡装置，其中：
18.所述第一遮挡装置用于对所述第一镀膜设备发出的金属流的边缘处进行遮挡，以使所述金属流的中间部分朝向所述基材。
19.可选的，所述第二镀膜设备为磁控溅射设备或蒸镀设备。
20.可选的，所述第二镀膜设备包括靶材更换设备，其中：
21.所述靶材更换设备用于将靶材安装好，并将安装好的靶材推送到所述第二镀膜设备的溅射靶位置。
22.可选的，所述第二镀膜设备设置有第二遮挡装置，其中：
23.所述第二遮挡装置用于对所述第二镀膜设备发出的金属流的边缘处进行遮挡，以使所述金属流的中间部分朝向所述基材。
24.可选的，所述基材为石墨负极片、碳化硅负极片或高分子聚酯化合物pet薄膜。
25.可选的，还包括搁置模块，其中：
26.所述真空室处于干燥间内部；
27.所述搁置模块处于所述干燥间内部，用于对所述成品极片进行干燥静置处理。
28.从上述技术方案可以看出，本实用新型提供了一种锂电池的负极补锂装置，包括设置在真空室内的基材释放设备、第一过渡仓、第二过渡仓、多个导轮、第一镀膜设备、第二镀膜设备和极片收卷设备。设置于第一过渡仓的基材释放设备用于释放基材，基材在被释放后沿多个导轮依次经过第一镀膜设备和第二镀膜设备后被极片收卷设备收卷，基材的一面被第一镀膜设备镀上金属锂膜，在经过第二镀膜设备时其另一面被镀上金属锂膜。通过本技术方案所提供的负极补锂装置无需支撑膜转印，不仅节省了支撑膜的直接成本还节省了转印环节的工艺成本，从而解决了现有技术方案生产成本较高的问题。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本申请实施例的一种锂电池的负极补锂装置的示意图；
31.图2为本申请实施例的另一种锂电池的负极补锂装置的示意图。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.实施例
34.图1为本申请实施例的一种锂电池的负极补锂装置的示意图。
35.本实施例提供了一种锂电池的负极补锂装置，其实该负极补锂装置用于生成锂电池的负极薄膜，具体为是一种以宝分子基材为基础且两面镀金属锂膜的极片。
36.如图1所示，该负极补锂装置包括设置在真空室100内的基材释放设备10、多个导轮20、第一镀膜设备30、第二镀膜设备40和极片收卷设备50。
37.基材释放设备实际是一个卷材释放设备，用于将成卷状的基材释放，基材在被释放后会沿多个导轮依次经过第一镀膜设备、第二镀膜设备，最后被极片收卷设备收卷。这里的基材为石墨负极片或碳化硅负极片，还可以是高分子聚酯化合物pet薄膜。
38.该基片释放设备被置于第一过渡仓内101内，该第一过渡仓的结构类似于气闸仓，通过该第一过渡仓可以将真空室外部的没有镀上金属锂膜的成卷基材安置在该基片释放设备上，并且在该安置过程中不会破坏真空室内的真空度，从而保证生产的连续性。
39.同样该极片收卷设备被置于第二过渡仓102内，该第二过渡仓的结构同样类似于气闸仓，通过该第二过渡仓可以将已经镀上金属锂膜的成卷极片运出真空室，并且在该运送过程中不会破坏真空室内的真空度，从而保证生产的连续性。
40.从该负极补锂装置的具体结构可以看出，基材在离开基材释放设备后经过第一个导轮21、第二个导轮22后靠近该第一镀膜设备，该基材通过第二个导轮并抵达第三个导轮23之前时平行于该第一镀膜设备的靶材，如图2所示，且其一面朝向该第一镀膜设备的靶材，从而使第一镀膜设备对该基材的一面进行镀膜。
41.该第一镀膜设备为磁控溅射设备或蒸镀设备，通过磁控溅射方式或蒸镀方式对基材进行镀膜，使基材的表面生成一层金属锂膜。另外，该第一镀膜设备设置有靶材更换设备(未示出)，该靶材更换设备用于将靶材更换仓内的靶材安装好并置于第一镀膜设备的溅射靶位置，且该靶材更换仓位于真空室内，这样在更换靶材的过程中不会对真空室的真空度造成破坏，保证了生成的连续性。
42.且该第一镀膜设备还设置有第一遮挡装置(未示出)，该第一遮挡装置用于将第一镀膜设备所发出的金属流的的边缘处进行遮挡，以使所述金属流的中间部分朝向所述基材，从而保证了基材上生成的金属锂膜的厚薄均匀性。
43.该基材在经过第三个导轮23后通过第四个导轮24、第五个导轮25和第六个导轮26后完成翻面，使基材在第六个导轮26和第七个导轮27之间时基材的另一面朝向第二镀膜设备，如图2所示，基材在第六个导轮和第七个导轮之间时平行于第二镀膜设备的靶材，此时第二镀膜设备对基材的另一面进行镀膜，从而使得基材的两面均镀有一层金属锂膜。
44.该第二镀膜设备同样为磁控溅射设备或蒸镀设备，通过磁控溅射方式或蒸镀方式对基材的另一面进行镀膜，使基材的表面生成一层金属锂膜。另外，该第二镀膜设备同样设置有靶材更换设备(未示出)，该靶材更换设备用于将靶材更换仓内的靶材安装好并置于第二镀膜设备的溅射靶位置，且该靶材更换仓位于真空室内，这样在更换靶材的过程中不会对真空室的真空度造成破坏，保证了生成的连续性。
45.该第二镀膜设备还设置有第二遮挡装置(未示出)，该第二遮挡装置用于将第二镀膜设备所发出的金属流的的边缘处进行遮挡，以使所述金属流的中间部分朝向所述基材，从而保证了基材上生成的金属锂膜的厚薄均匀性。
46.另外，在第一镀膜设备的后方，具体来说在第一镀膜设备与第二镀膜设备之间的任何位置设置有第一厚度检测模块60，用于检测第一镀膜设备所镀金属锂膜的厚度，为了便于描述将其称为第一厚度，并向第一镀膜设备的控制器输出第一厚度信号，第一镀膜设备根据该第一厚度信号可以调整镀膜功率，使第一厚度满足预设指标，即通过第一厚度检测模块的设置可以使第一厚度更加符合要求。
47.还有，在第二镀膜设备的后方，具体来说在第二镀膜设备与极片收卷设备之间的任何位置设置有第二厚度检测模块70，用于检测第二镀膜设备所镀金属锂膜的厚度，为了便于描述将其称为第二厚度，并向第二镀膜设备的控制器输出第二厚度信号，第二镀膜设备根据该第二厚度信号可以调整镀膜功率，使第二厚度满足预设指标，即通过第二厚度检测模块的设置可以使第二厚度更加符合要求。
48.还有，本实施例中的真空室设置在干燥间200内，干燥间还同时设置有搁置模块201，搁置模块用于对双面镀膜完成后的极片卷材进行干燥静置处理，让金属锂自然扩散进入基材中，降低成品后锂电池的内阻，以提高锂电池的循环寿命。
49.从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种锂电池的负极补锂装置，包括设置在真空室内的基材释放设备、第一过渡仓、第二过渡仓、多个导轮、第一镀膜设备、第二镀膜设备和极片收卷设备。设置于第一过渡仓的基材释放设备用于释放基材，基材在被释放后沿多个导轮依次经过第一镀膜设备和第二镀膜设备后被极片收卷设备收卷，基材的一面被第一镀膜设备镀上金属锂膜，在经过第二镀膜设备时其另一面被镀上金属锂膜。通过本技术方案所提供的负极补锂装置无需支撑膜转印，不仅节省了支撑膜的直接成本还节省了转印环节的工艺成本，从而解决了现有技术方案生产成本较高的问题。
50.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
51.尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。
52.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
53.以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用
新型的限制。