用于制造宽且连续的双面锂金属阳极的方法与流程

本公开总体上涉及用于制造锂金属阳极的方法，并且更具体地涉及用于制造宽且连续的双面锂金属阳极的方法。

背景技术：

1、在锂金属阳极的制造中，习惯将锂锭挤压成大约100微米厚的箔，然后轧制成期望的厚度(大约20至50微米)。然后，将所得的箔施加到金属片状基材的相反表面上。然而，由于可用锂锭的大小，所挤压的锂箔的宽度通常被限制在最大为约100至150毫米。这继而又限制了在使用此类挤压锂箔时可生产的锂金属阳极的大小。

技术实现思路

1、根据一个实施例，一种用于制造连续锂金属阳极的方法包括：热蒸发锂以在相应的第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材上形成第一连续锂层和第二连续锂层，以便形成相应的第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材；将第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材层压到连续金属基材的相应的顶部表面和底部表面上，其中第一连续锂层和第二连续锂层被设置成与相应的顶部表面和底部表面直接接触以形成连续聚合物/锂/金属/锂/聚合物结构；以及从连续聚合物/锂/金属/锂/聚合物结构去除第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材以提供连续锂/金属/锂阳极结构。在该方法中，去除步骤可在层压步骤之前或之后进行。

2、第一连续锂层和第二连续锂层中的每一个可为至少200毫米宽，或可选地为至少500毫米宽，并且连续金属基材可由铜制成。该方法可进一步包括：将第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材供给到第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材的相应的第一连续锂层和第二连续锂层上；将第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材中的每一个与相应的第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材一起卷起以形成相应的第一连续分隔物/锂/聚合物卷和第二连续分隔物/锂/聚合物卷；将第一连续分隔物/锂/聚合物卷和第二连续分隔物/锂/聚合物卷输送到层压和贴花转移工位；以及从第一连续分隔物/锂/聚合物卷和第二连续分隔物/锂/聚合物卷展开第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材以呈现第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材。该方法可进一步包括：将第三连续分隔物片材施加到连续锂/金属/锂阳极结构上的第一连续锂层或第二连续锂层上以形成连续分隔物/锂/金属/锂结构；以及将连续分隔物/锂/金属/锂结构卷绕成成品卷。

3、第一连续锂层和第二连续锂层中的每一个可包括沿其相应的长度的相应的多个无锂间隙，并且可覆盖相应的第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材的整个相应的宽度。可选地，第一离型层可设置在第一连续锂层与第一连续聚合物基材之间，并且第二离型层可设置在第二连续锂层与第二连续聚合物基材之间。另外，第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材可同时形成。

4、根据另一个实施例，一种用于制造连续锂金属阳极的方法包括：(i)热蒸发锂以在相应的第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材上形成第一连续锂层和第二连续锂层，以便形成相应的第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材；(ii)将第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材供给到第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材的相应的第一连续锂层和第二连续锂层上；(iii)将第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材中的每一个与相应的第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材一起卷起以形成相应的第一连续分隔物/锂/聚合物卷和第二连续分隔物/锂/聚合物卷；(iv)将第一连续分隔物/锂/聚合物卷和第二连续分隔物/锂/聚合物卷输送到层压和贴花转移工位；(v)从第一连续分隔物/锂/聚合物卷和第二连续分隔物/锂/聚合物卷展开第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材以呈现第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材；(vi)将第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材层压到连续铜基材的相应的顶部表面和底部表面上，其中第一连续锂层和第二连续锂层被设置成与相应的顶部表面和底部表面直接接触以形成连续聚合物/锂/铜/锂/聚合物结构；以及(vii)从连续聚合物/锂/铜/锂/聚合物结构去除第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材以提供连续锂/铜/锂阳极结构。

5、在该方法中，第一连续锂层和第二连续锂层中的每一个可为至少200毫米宽，或可选地为至少500毫米宽，并且第一连续锂层和第二连续锂层中的每一个可覆盖相应的第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材的整个相应的宽度。该方法可进一步包括将第三连续分隔物片材施加到连续锂/铜/锂阳极结构上的第一连续锂层或第二连续锂层上以形成连续分隔物/锂/铜/锂结构，并且将连续分隔物/锂/铜/锂结构卷绕成成品卷。另外，第一离型层可设置在第一连续锂层与第一连续聚合物基材之间，并且第二离型层可设置在第二连续锂层与第二连续聚合物基材之间。

6、根据又一个实施例，一种用于制造宽且连续的双面锂金属阳极的方法包括：(a)通过锂的热蒸发在相应的第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材上形成第一连续锂层和第二连续锂层，以便形成相应的第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材，其中第一连续锂层和第二连续锂层中的每一个为至少200毫米宽，并且其中第一连续锂层和第二连续锂层中的每一个覆盖相应的第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材的整个相应的宽度；(b)将第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材供给到第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材的相应的第一连续锂层和第二连续锂层上；(c)将第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材中的每一个与相应的第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材一起卷起以形成相应的第一连续分隔物/锂/聚合物卷和第二连续分隔物/锂/聚合物卷；(d)从第一连续分隔物/锂/聚合物卷和第二连续分隔物/锂/聚合物卷展开第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材以呈现第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材；(e)将第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材层压到连续铜基材的相应的顶部表面和底部表面上，其中第一连续锂层和第二连续锂层被设置成与相应的顶部表面和底部表面直接接触以形成连续聚合物/锂/铜/锂/聚合物结构；(f)从连续聚合物/锂/铜/锂/聚合物结构去除第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材以提供连续锂/铜/锂阳极结构；(g)将第三连续分隔物片材施加到连续锂/铜/锂阳极结构上的第一连续锂层或第二连续锂层上以形成连续分隔物/锂/铜/锂结构；以及(h)将连续分隔物/锂/铜/锂结构卷绕成成品卷。

7、该方法可进一步包括，在卷起步骤与展开步骤之间，将第一连续分隔物/锂/聚合物卷和第二连续分隔物/锂/聚合物卷输送到层压和贴花转移工位。另外，第一连续锂层和第二连续锂层中的每一个可为至少500毫米宽。

8、本发明还包括以下技术方案：

9、方案1. 一种用于制造连续锂金属阳极的方法，包括：

10、热蒸发锂以在相应的第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材上形成第一连续锂层和第二连续锂层，以便形成相应的第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材；

11、将所述第一连续锂/聚合物片材和所述第二连续锂/聚合物片材层压到连续金属基材的相应的顶部表面和底部表面上，其中所述第一连续锂层和所述第二连续锂层被设置成与所述相应的顶部表面和底部表面直接接触以形成连续聚合物/锂/金属/锂/聚合物结构，以及

12、从所述连续聚合物/锂/金属/锂/聚合物结构去除所述第一连续聚合物基材和所述第二连续聚合物基材以提供连续锂/金属/锂阳极结构。

13、方案2. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述第一连续锂层和所述第二连续锂层中的每一个为至少200毫米宽。

14、方案3. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述第一连续锂层和所述第二连续锂层中的每一个为至少500毫米宽。

15、方案4. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述连续金属基材由铜制成。

16、方案5. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

17、将第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材供给到所述第一连续锂/聚合物片材和所述第二连续锂/聚合物片材的相应的第一连续锂层和第二连续锂层上；

18、将所述第一连续锂/聚合物片材和所述第二连续锂/聚合物片材中的每一个与所述相应的第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材一起卷起以形成相应的第一连续分隔物/锂/聚合物卷和第二连续分隔物/锂/聚合物卷；

19、将所述第一连续分隔物/锂/聚合物卷和所述第二连续分隔物/锂/聚合物卷输送到层压和贴花转移工位；以及

20、从所述第一连续分隔物/锂/聚合物卷和所述第二连续分隔物/锂/聚合物卷展开所述第一连续分隔物片材和所述第二连续分隔物片材以呈现所述第一连续锂/聚合物片材和所述第二连续锂/聚合物片材。

21、方案6. 根据方案5所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

22、将第三连续分隔物片材施加到所述连续锂/金属/锂阳极结构上的第一连续锂层或第二连续锂层上以形成连续分隔物/锂/金属/锂结构；以及

23、将所述连续分隔物/锂/金属/锂结构卷绕成成品卷。

24、方案7. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述第一连续锂层和所述第二连续锂层中的每一个都包括沿其相应的长度的相应的多个无锂间隙。

25、方案8. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述去除步骤在所述层压步骤之前或之后进行。

26、方案9. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述第一连续锂层和所述第二连续锂层中的每一个覆盖所述相应的第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材的整个相应的宽度。

27、方案10. 根据方案1所述的方法，其特征在于，第一离型层设置在所述第一连续锂层与所述第一连续聚合物基材之间，并且第二离型层设置在所述第二连续锂层与所述第二连续聚合物基材之间。

28、方案11. 根据方案1所述的方法，其特征在于，所述第一连续锂/聚合物片材和所述第二连续锂/聚合物片材同时形成。

29、方案12. 一种用于制造连续锂金属阳极的方法，包括：

30、热蒸发锂以在相应的第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材上形成第一连续锂层和第二连续锂层，以便形成相应的第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材；

31、将第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材供给到所述第一连续锂/聚合物片材和所述第二连续锂/聚合物片材的相应的第一连续锂层和第二连续锂层上；

32、将所述第一连续锂/聚合物片材和所述第二连续锂/聚合物片材中的每一个与所述相应的第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材一起卷起以形成相应的第一连续分隔物/锂/聚合物卷和第二连续分隔物/锂/聚合物卷；

33、将所述第一连续分隔物/锂/聚合物卷和所述第二连续分隔物/锂/聚合物卷输送到层压和贴花转移工位；

34、从所述第一连续分隔物/锂/聚合物卷和所述第二连续分隔物/锂/聚合物卷展开所述第一连续分隔物片材和所述第二连续分隔物片材以呈现所述第一连续锂/聚合物片材和所述第二连续锂/聚合物片材；

35、将所述第一连续锂/聚合物片材和所述第二连续锂/聚合物片材层压到连续铜基材的相应的顶部表面和底部表面上，其中所述第一连续锂层和所述第二连续锂层被设置成与所述相应的顶部表面和底部表面直接接触以形成连续聚合物/锂/铜/锂/聚合物结构；以及

36、从所述连续聚合物/锂/铜/锂/聚合物结构去除所述第一连续聚合物基材和所述第二连续聚合物基材以提供连续锂/铜/锂阳极结构。

37、方案13. 根据方案12所述的方法，其特征在于，所述第一连续锂层和所述第二连续锂层中的每一个为至少200毫米宽。

38、方案14. 根据方案12所述的方法，其特征在于，所述第一连续锂层和所述第二连续锂层中的每一个为至少500毫米宽。

39、方案15. 根据方案14所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

40、将第三连续分隔物片材施加到所述连续锂/铜/锂阳极结构上的第一连续锂层或第二连续锂层上以形成连续分隔物/锂/铜/锂结构；以及

41、将所述连续分隔物/锂/铜/锂结构卷绕成成品卷。

42、方案16. 根据方案12所述的方法，其特征在于，所述第一连续锂层和所述第二连续锂层中的每一个覆盖所述相应的第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材的整个相应的宽度。

43、方案17. 根据方案12所述的方法，其特征在于，第一离型层设置在所述第一连续锂层与所述第一连续聚合物基材之间，并且第二离型层设置在所述第二连续锂层与所述第二连续聚合物基材之间。

44、方案18. 一种用于制造宽且连续的双面锂金属阳极的方法，包括：

45、通过所述锂的热蒸发在相应的第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材上形成第一连续锂层和第二连续锂层，以便形成相应的第一连续锂/聚合物片材和第二连续锂/聚合物片材，其中所述第一连续锂层和所述第二连续锂层中的每一个为至少200毫米宽，并且其中所述第一连续锂层和所述第二连续锂层中的每一个覆盖所述相应的第一连续聚合物基材和第二连续聚合物基材的整个相应的宽度；

46、将第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材供给到所述第一连续锂/聚合物片材和所述第二连续锂/聚合物片材的相应的第一连续锂层和第二连续锂层上；

47、将所述第一连续锂/聚合物片材和所述第二连续锂/聚合物片材中的每一个与所述相应的第一连续分隔物片材和第二连续分隔物片材一起卷起以形成相应的第一连续分隔物/锂/聚合物卷和第二连续分隔物/锂/聚合物卷；

48、从所述第一连续分隔物/锂/聚合物卷和所述第二连续分隔物/锂/聚合物卷展开所述第一连续分隔物片材和所述第二连续分隔物片材以呈现所述第一连续锂/聚合物片材和所述第二连续锂/聚合物片材；

49、将所述第一连续锂/聚合物片材和所述第二连续锂/聚合物片材层压到连续铜基材的相应的顶部表面和底部表面上，其中所述第一连续锂层和所述第二连续锂层被设置成与所述相应的顶部表面和底部表面直接接触以形成连续聚合物/锂/铜/锂/聚合物结构；

50、从所述连续聚合物/锂/铜/锂/聚合物结构去除所述第一连续聚合物基材和所述第二连续聚合物基材以提供连续锂/铜/锂阳极结构；

51、将第三连续分隔物片材施加到所述连续锂/铜/锂阳极结构上的第一连续锂层或第二连续锂层上以形成连续分隔物/锂/铜/锂结构；以及

52、将所述连续分隔物/锂/铜/锂结构卷绕成成品卷。

53、方案19. 根据方案18所述的方法，其特征在于，所述第一连续锂层和所述第二连续锂层中的每一个为至少500毫米宽。

54、方案20. 根据方案18所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括，在所述卷起步骤与所述展开步骤之间：

55、将所述第一连续分隔物/锂/聚合物卷和所述第二连续分隔物/锂/聚合物卷输送到层压和贴花转移工位。

56、当结合附图时，本教导的以上特征和优点以及其他特征和优点从以下对用于执行如所附权利要求书中限定那样的本教导的一些最佳模式和其他实施例的详细描述中容易显而易见。