热浸镀制备超薄锂带的方法、系统及超薄锂带技术方案

本发明专利技术公开了一种热浸镀制备超薄锂带的方法，包括：依次对基底进行除油、粗化、助镀处理，之后在保护性气氛中以金属锂液对基底进行热浸镀处理，再对表面形成有金属锂层的基底进行后处理，获得超薄锂带。相较现有技术，本发明专利技术的热浸镀制备超薄锂带的方法，在基带连续传送过程中先进行除油、粗化、助镀及预热处理，增强基带与锂液浸润性，再进行热浸镀，最终通过轧辊施加压力，制得厚度均匀，结合力好的锂带。实现高质量超薄锂带的连续性卷对卷生产，工艺简单可靠，同时具有能耗和成本上的优势。

Method, System and Ultra-thin Lithium Strip Prepared by Hot-dip Plating

The invention discloses a method for preparing ultra-thin lithium strip by hot dip plating, which includes: degreasing, coarsening and assistant plating of the substrate in turn, then hot dipping of the substrate in a protective atmosphere with lithium metal solution, and post-processing of the substrate with lithium metal layer on the surface to obtain ultra-thin lithium strip. Compared with the existing technology, the method of preparing ultra-thin lithium strip by hot dip plating of the present invention first removes oil, coarsens, assists plating and preheat treatment during continuous transmission of the base strip, enhances the wettability of the base strip and lithium solution, then carries out hot dip plating, and finally, by applying pressure on the roll, the lithium strip with uniform thickness and good bonding force is produced. The continuous coil-to-coil production of high quality ultra-thin lithium strips is simple and reliable, and has the advantages of energy consumption and cost.

【技术实现步骤摘要】
热浸镀制备超薄锂带的方法、系统及超薄锂带
本专利技术涉及制备锂带的方法，尤其涉及一种热浸镀制备超薄锂带的方法、系统及超薄锂带。
技术介绍
金属锂带具有很高的能量密度，其应用前景良好。然而，当前其主要制备方式为机械滚压法，由于锂韧性及设备精度的限制，通过该方法很难制得厚度低于30μm的超薄锂带，同时，其能耗成本较高。目前，有个别关于热浸镀锂制锂带的报道，但他们的基带均未作任何前处理，直接进行热浸镀，基带与锂液浸润性差，往往需要压力辅助设备。例如，CN107641782A提出热浸镀制备锂带的方法，但就具体工艺而言，其使用的是旋涂法，不利于大规模连续化生产。目前，通过热浸镀制备锂带，工艺浸润性差，设备能耗高。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种热浸镀制备超薄锂带的方法、系统及超薄锂带，以克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种热浸镀制备超薄锂带的方法，包括：依次对基底进行除油、粗化、助镀处理，之后在保护性气氛中以金属锂液对基底进行热浸镀处理，再对表面形成有金属锂层的基底进行后处理，获得超薄锂带。本专利技术实施例还提供了一种热浸镀制备超薄锂带的系统，应用于前述的热浸镀制备超薄锂带的方法中，所述的系统包括用于依次对基底进行除油、粗化、助镀处理的除油单元、粗化单元、助镀单元；还包括：热浸镀单元，其用于提供金属锂液对基底进行热浸镀处理，从而于基底表面形成金属锂层；以及后处理单元，其包括轧辊，所述轧辊用于对表面形成金属锂层的基底进行轧制，从而形成超薄锂带；所述热浸镀单元和后处理单元被置于一保护性气氛中。本专利技术实施例还提供了一种超薄锂带，由前述方法制备而成。与现有技术相比，本专利技术的优点至少在于：本专利技术实施例提供的热浸镀制备超薄锂带的方法，在基带连续传送过程中先进行除油、粗化、助镀及预热处理，增强基带与锂液浸润性，然后再进行热浸镀，最终通过轧辊施加压力，制得厚度均匀，结合力好的锂带。由此实现高质量超薄锂带的连续性卷对卷生产，工艺简单可靠，同时具有能耗和成本上的优势。附图说明图1是本专利技术实施例一中热浸镀制备的超薄锂带的断面示意图；图2是本专利技术实施例一中热浸镀制备超薄锂带的工艺流程图；图3是本专利技术实施例一中热浸镀制备超薄锂带系统的示意图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例提供了一种热浸镀制备超薄锂带的方法，包括：依次对基底进行除油、粗化、助镀处理，之后在保护性气氛中以金属锂液对基底进行热浸镀处理，再对表面形成有金属锂层的基底进行后处理，获得超薄锂带。在一些实施方案之中，所述的热浸镀处理包括：在保护性气氛中，将基底浸入温度为200～220℃的金属锂液内5～30s，之后快速取出并进行所述的后处理。在保证浸镀锂液具有一定流动性的前提下，其温度不宜太高，这样有利于增大锂液粘性，改善浸润效果。在一些实施方案之中，所述的后处理包括：在保护性气氛中，以轧辊对表面形成有金属锂层的基材进行一次轧制，轧辊间压力控制在15-20吨。在一些较为优选的实施方案之中，所述轧辊表面覆盖有沸点≥250℃的高沸点冷油脂。轧辊上覆盖一层高沸点的冷油脂，冷油脂在250℃以下不会挥发，主要起到防止金属锂粘辊的作用和降温的作用。涂油轧辊快速冷却，可以改善锂层的均匀性和平整度。通过涂油轧辊的压制提高了锂膜厚度的均匀性，同时起到了降温冷却产品的作用。在一些较为优选的实施方案之中，所述轧辊内还设有温度调控机构，以使所述轧辊表面的温度控制在120～150℃。在一些实施方案之中，以粗化液对经除油处理后的基底进行粗化处理，处理时间为5～10s。粗化液一般选择强酸的稀释液，如硫酸、盐酸、硝酸以及它们的混合物，H+浓度控制在0.04～0.2M。在一些实施方案之中，包括：以助镀剂对经粗化处理后的基底进行助镀处理，所述的助镀剂为复合锂盐调配液。进一步地，所述复合锂盐调配液的成分包括LiF和LiNO3，LiF和LiNO3的摩尔比为(0.5～0.8):1。基底在除油处理和/或粗化处理后，其化学活性很高，易被氧化，须要助镀剂助镀处理，使基底表面被一层均匀的助镀剂薄膜保护起来，使之与空气隔离，减少二次氧化，同时也提高锂液对基底的浸润性，同时也通过助镀处理，改善沉积膜层的均匀性。在一些较为优选的实施方案之中，包括：在所述的助镀处理完成后，以高纯水清洗基底，并彻底干燥，再进行所述的热浸镀处理。在所述助镀处理完成后，还可以对基底进行预热处理，例如，预热处理包括在60～80℃对基底进行烘干处理。在一些实施方案之中，所述保护性气氛为惰性气氛。例如，可以包括氩气。在一些实施方案之中，包括：以放卷装置连续提供经预镀处理后的基底，并使所述基底连续从盛装于；热浸镀容器内的金属锂液中通过，从而在基底表面形成金属锂层，之后以轧辊对表面形成有金属锂层的基底进行轧制，之后以收卷装置连续收集经轧制后形成的超薄锂带。本专利技术实施例还提供了一种热浸镀制备超薄锂带的系统，应用于前述的方法中，所述的系统包括用于依次对基底进行除油、粗化、助镀处理的除油单元、粗化单元、助镀单元；其特征在于还包括：热浸镀单元，其用于提供金属锂液对基底进行热浸镀处理，从而于基底表面形成金属锂层；以及后处理单元，其包括轧辊，所述轧辊用于对表面形成金属锂层的基底进行轧制，从而形成超薄锂带；所述热浸镀单元和后处理单元被置于一保护性气氛中。基底离开浸镀锂液后需经过轧辊的压制，以改善其表面的平整度。在一些实施方案之中，所述的系统还包括被置于所述保护性气氛中的自动放卷装置，所述自动放卷装置用于连续提供经预镀处理后的基底。在一些实施方案之中，所述的热浸镀单元包括盛装有金属锂液的热浸镀容器。其中，热浸镀容器中可以设有多个卷辊，以支撑所述基带。轧辊中可以内置温度调控机构，例如热交换装置，以维持其在生产中的表面低温。在一些实施方案之中，所述轧辊表面覆盖有沸点≥250℃的高沸点冷油脂。在一些实施方案之中，所述轧辊内还设有温度调控机构，以使所述轧辊表面的温度控制在120～150℃。在其他实施方案之中，可以选择对经过浸镀处理的表面形成金属锂层的基底进行鼓风冷却和/或溶液浸冷。具体地，热浸镀制备超薄锂带中，将刚从锂液中取出的表面形成金属锂层的基底进行鼓风冷却和/或溶液浸冷，也能实现快速降温，此时轧辊的辊压涂层只需具备防粘辊的功能即可。在一些具体的实施方案之中，热浸镀制备超薄锂带的方法包括：金属基底首先进行除油清洗，接着送至粗化液粗化，以增加基底表面微孔活性点，然后采用助镀剂进行助镀，在基底表面沾布一层均匀且极薄的盐类物，然后快速浸入200～220℃的锂液中，经过5～30s后与轧辊接触，之后自然冷却得到超薄锂带产品。浸镀锂层的质量受助镀处理、锂液温度及入浸时间的影响很大。本专利技术实施例还提供了一种超薄锂带，由前述方法制备而成。在一些实施方案之中，所述超薄锂带的厚度为10-80μm。以下通过若干实施例并结合附图进一步详细说明本专利技术的技术方案。然而，所选的实施例仅用于说明本专利技术，而不限制本专利技术的范围。实施例1采用厚度为100μm的高纯紫铜箔带为浸镀基带1，通过除油，粗化、助镀、浸镀、轧辊冷却工序，在其表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热浸镀制备超薄锂带的方法，其特征在于包括：依次对基底进行除油、粗化、助镀处理，之后在保护性气氛中以金属锂液对基底进行热浸镀处理，再对表面形成有金属锂层的基底进行后处理，获得超薄锂带。

【技术特征摘要】
1.一种热浸镀制备超薄锂带的方法，其特征在于包括：依次对基底进行除油、粗化、助镀处理，之后在保护性气氛中以金属锂液对基底进行热浸镀处理，再对表面形成有金属锂层的基底进行后处理，获得超薄锂带。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的热浸镀处理包括：在保护性气氛中，将基底浸入温度为200～220℃的金属锂液内5～30s，之后快速取出并进行所述的后处理。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的后处理包括：在保护性气氛中，以轧辊对表面形成有金属锂层的基材进行一次轧制，轧辊间压力控制在15-20吨。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述轧辊表面覆盖有沸点≥250℃的高沸点冷油脂；和/或，所述轧辊内还设有温度调控机构，以使所述轧辊表面的温度控制在120～150℃。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：以粗化液对经除油处理后的基底进行粗化处理，处理时间为5～10s。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：以助镀剂对经粗化处理后的基底进行助镀处理，所述的助镀剂为复合锂盐调配液；优选的，所述复合锂盐调配液的成分包括LiF和LiNO3，LiF和LiNO3的摩尔比为(0.5～0.8):1。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于包括：在所述的助镀处理完成后，以高纯水清洗基底，并彻底干燥，再进行所述的热浸镀处理。8.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：周临风，邹崴，刘强，李娇，曹乃珍，
申请(专利权)人：天齐锂业江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32