石墨烯电池的3D打印设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种石墨烯电池的3D打印设备，包括固定机构、连接固定机构的供料机构及连接供料机构的打印机构；固定机构包括基板、连接基板的工作台及连接基板的支撑件；供料机构包括储料件及连接储料件的至少两输料管；储料件设置于支撑件的一端，该储料件设有至少两供料室，各输料管连接对应的供料室；打印机构包括横向转换器及连接横向转换器的若干喷头；各喷头连接对应的输料管。本设备通过横向转换器实现喷头转换，使各喷头工作时始终处于同一打印轴线，确保打印精度；通过供料室、输料管及喷头一一对应，避免混料；通过控制电池厚度和形状，实现同一设备制备不同结构、不同精度的电池，从而降低生产成本，提高制造效率。

3D Printing Equipment for Graphene Batteries

The utility model relates to a 3D printing device for graphene batteries, which comprises a fixed mechanism, a feeding mechanism connecting the fixed mechanism and a printer mechanism connecting the feeding mechanism; a fixed mechanism comprises a substrate, a worktable connecting the substrate and a support connecting the substrate; a feeding mechanism comprises a storage part and at least two feeding pipes connecting the storage part; and a storage part is arranged at one end of the support part. The storage parts are provided with at least two feeding chambers, each feeding pipe is connected with the corresponding feeding chamber, the printer mechanism includes a transverse converter and several nozzles connecting the transverse converter, and each nozzle is connected with the corresponding feeding pipe. The equipment realizes the conversion of sprinkler head through transverse converter, so that each sprinkler is always in the same printing axis to ensure the printing accuracy; avoids mixing by matching the feeding chamber, feeding pipe and sprinkler head one by one; realizes the preparation of batteries with different structures and accuracy by controlling the thickness and shape of batteries, thus reducing the production cost and improving the manufacturing efficiency.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯电池的3D打印设备
本技术涉及电池制造设备
，特别是涉及一种结构简单的石墨烯电池的3D打印设备。
技术介绍
石墨烯(Graphene)是一种碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,具有优异的光学、电学、力学特性。作为一种新型碳纳米材料,石墨烯有较大的比表面积、良好的导电性和导热性。石墨烯电池利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速穿越运动的特性，可以极大提高地充电速度，在新能源等领域有着广阔的发展前景。随着电子技术的快速发展，设备的多样性对电池尺寸、结构、精度及制作成本等有着更高的要求，现有涂布机电极涂布技术只可控制厚度而无法控制形状，只能批量生产单一结构的电池；而且，对于不同结构、不同制造精度的电池，需制造不同的模具、调整不同的设备参数，导致生产成本较高、制造效率低，难以满足生产需求。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种结构简单、操作便捷的石墨烯电池的3D打印设备。一种石墨烯电池的3D打印设备，包括固定机构、连接固定机构的供料机构及连接供料机构的打印机构；所述固定机构包括基板、连接基板的工作台及连接基板的支撑件；所述供料机构包括储料件及连接储料件的至少两输料管；所述储料件设置于支撑件的一端，该储料件设有至少两供料室，各所述输料管连接对应的供料室；所述打印机构包括横向转换器及连接横向转换器的若干喷头；各所述喷头连接对应的输料管,各所述喷头可相对工作台移动。本技术的石墨烯电池的3D打印设备通过横向转换器实现喷头转换，使各喷头工作时始终处于同一打印轴线，确保打印精度；通过供料室、输料管及喷头一一对应，避免混料；通过控制电池厚度和形状，实现同一设备制备不同结构、不同精度的电池，从而降低生产成本，提高制造效率。在其中一个实施例中，所述打印机构还包括连接所述横向转换器的转动轴及用于驱动横向转换器转动的转换动力件；各所述输料管穿设横向转换器后与对应的喷头连接。在其中一个实施例中，所述横向转换器旋转的角度范围为正负180度。在其中一个实施例中，包括校准机构；所述校准机构的一端连接所述加热件，另一端连接所述工作台。在其中一个实施例中，包括温控机构；所述温控机构包括连接所述工作台的加热件、连接所述工作台的温度传感器及连接所述基板的散热件。在其中一个实施例中，所述供料机构包括滑设于各供料室的若干密封件、内置于各供料室的若干气压传感器及用于控制各密封件移动的若干供气件；各所述供气件连接对应的气压传感器。在其中一个实施例中，包括Y轴调整机构；所述Y轴调整机构包括连接所述基板的Y轴导轨、滑设于Y轴导轨的Y轴滑块及用于驱动所述工作台沿Y轴导轨移动的Y轴动力件；所述Y轴滑块连接所述工作台。在其中一个实施例中，包括X轴调整机构；所述X轴调整机构包括X轴导轨、连接X轴导轨一端的第一固定件、连接X轴导轨另一端的第二固定件、滑设于X轴导轨的X轴滑块及用于驱动X轴滑块移动的X轴动力件；所述第一固定件及第二固定件均连接所述支撑件，各所述输料管穿设X轴滑块后与所述横向转换器连接。在其中一个实施例中，包括Z轴调整机构；所述Z轴调整机构包括第一Z轴导轨、滑设于第一Z轴导轨的第一Z轴滑块及用于驱动第一Z轴滑块移动的第一Z轴动力件；所述第一Z轴导轨的一端连接所述储料件，另一端连接所述基板，该第一Z轴导轨与所述支撑件平行设置；所述第一Z轴滑块的一端连接所述第一固定件。在其中一个实施例中，所述第一固定件包括连接所述支撑件一侧的第一夹块及连接所述支撑件另一侧的第二夹块；所述Z轴滑块安装在第一夹块与第二夹块之间。附图说明图1为本技术的一较佳实施例的石墨烯电池的3D打印设备的立体结构示意图；图2为图1中除一围板外的结构示意图；图3为图1中基板、散热件及Y轴调整机构的结构示意图；图4为图1中打印机构工作状态的示意图。附图标注说明：石墨烯电池的3D打印设备100；固定机构10、基板11、工作台12、支撑件13、供料机构20、储料件21、底板211、围板212、隔板213、输料管22、供料室23、密封件24；打印机构30、横向转换器31、喷头32、温控机构40、加热件41、散热件42、Y轴调整机构50、Y轴导轨51、Y轴滑块52、Y轴动力件53；X轴调整机构60、X轴导轨61、第一固定件62、第一夹块621、第二夹块622、第二固定件63、X轴滑块64、X轴动力件65；Z轴调整机构70、第一Z轴导轨71、第一Z轴滑块72、第一Z轴动力件73、校准机构80。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将对本技术进行更全面的描述。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。请参阅图1至图4，为本技术一较佳实施方式的一种石墨烯电池的3D打印设备100，包括固定机构10、连接固定机构10的供料机构20及连接供料机构20的打印机构30；固定机构10包括基板11、连接基板11的工作台12及连接基板11的支撑件13；供料机构20包括储料件21及连接储料件21的至少两输料管22；储料件21设置于支撑件13的一端，该储料件21设有至少两供料室23，各输料管22连接对应的供料室23；打印机构30包括横向转换器31及连接横向转换器31的若干喷头32；各喷头32连接对应的输料管22,各喷头32可相对工作台12移动。本石墨烯电池的3D打印设备100通过横向转换器31实现喷头32转换，使各喷头32工作时始终处于同一打印轴线，确保打印精度；通过供料室23、输料管22及喷头32一一对应，避免混料。如图1与图2所示，在本实施例中，支撑件13为支撑柱，两支撑件13平行设置于基板11的两端；储料件21包括底板211、连接底板211四周的围板212及至少一隔板213；各隔板213连接相对两侧的围板212。所述隔板213将储料件21分隔为至少两供料室23。可选地，供料机构20包括滑设于各供料室23的若干密封件24、内置于各供料室23的若干气压传感器(图未示)及用于控制各密封件24上下移动的若干供气件(图未示)；各供气件设置于储料件21的外部，各供气件连接对应的气压传感器，以便各供料室23保持恒压，确保供料均匀。进一步地，隔板213为两块，两隔板213将储料件21等分四个供料室23；密封件24为四块，该密封件24为PEEK密封板；供气件为气泵，供气件为四个；气压传感器为四个。具体地，输料管22为四根，供料室23为四个；各供料室23分别储蓄用于制备电池正极的磷酸铁锂与2％-3％质量比的石墨烯导电油墨、用于制备电池负极的石墨烯与过渡金属氧化物复合油墨、用于制备电池电解质的聚合物凝胶电解质及用于制备电池外壳的合成树脂；此可显著提高正极材料的导电能力和循环特性,提高电池的比表面积从而提高电池电量，避免出现负极材料在充放电时体积膨胀大和导电性能差等缺点；同时，省去现有制备技术高温还原氧化石墨烯的过程，降低能耗。在其他实施例中，供料室23可为两个或三个，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯电池的3D打印设备，其特征在于：包括固定机构、连接固定机构的供料机构及连接供料机构的打印机构；所述固定机构包括基板、连接基板的工作台及连接基板的支撑件；所述供料机构包括储料件及连接储料件的至少两输料管；所述储料件设置于支撑件的一端，该储料件设有至少两供料室，各所述输料管连接对应的供料室；所述打印机构包括横向转换器及连接横向转换器的若干喷头；各所述喷头连接对应的输料管,各所述喷头可相对工作台移动。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯电池的3D打印设备，其特征在于：包括固定机构、连接固定机构的供料机构及连接供料机构的打印机构；所述固定机构包括基板、连接基板的工作台及连接基板的支撑件；所述供料机构包括储料件及连接储料件的至少两输料管；所述储料件设置于支撑件的一端，该储料件设有至少两供料室，各所述输料管连接对应的供料室；所述打印机构包括横向转换器及连接横向转换器的若干喷头；各所述喷头连接对应的输料管,各所述喷头可相对工作台移动。2.根据权利要求1所述的石墨烯电池的3D打印设备，其特征在于：所述打印机构还包括连接所述横向转换器的转动轴及用于驱动横向转换器转动的转换动力件；各所述输料管穿设横向转换器后与对应的喷头连接。3.根据权利要求1所述的石墨烯电池的3D打印设备，其特征在于：所述横向转换器旋转的角度范围为正负180度。4.根据权利要求1所述的石墨烯电池的3D打印设备，其特征在于：包括温控机构；所述温控机构包括连接所述工作台的加热件；包括校准机构；所述校准机构的一端连接所述加热件，另一端连接所述工作台。5.根据权利要求1所述的石墨烯电池的3D打印设备，其特征在于：包括温控机构；所述温控机构包括连接所述工作台的加热件、连接所述工作台的温度传感器及连接所述基板的散热件。6.根据权利要求1所述的石墨烯电池的3D打印设备，其特征在于：所述供料机构包括滑设于各供料室的若干密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖家伟，沈震，熊刚，董西松，商秀芹，郭超，罗璨，王飞跃，
申请(专利权)人：东莞中国科学院云计算产业技术创新与育成中心，
类型：新型
国别省市：广东,44