一种卷绕系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种卷绕系统及其使用方法，该卷绕系统包括：包括惰性环境单元及设于惰性环境单元内的卷绕单元，惰性环境单元包括主体仓、进出料仓及惰性气体存储罐，卷绕单元设于主体仓内，惰性气体存储罐与主体仓连通，主体仓内设有加热容器；卷绕单元包括固定于卷绕基底上的卷绕轴、转动轴、牵引轴；通过加热容器将活性金属熔融为液态，再通过卷绕单元将复合组分通过牵引和提拉经过液态活性金属内后再冷却，形成金属复合材料，经过卷绕得到具有卷绕结构的活性金属复合薄片。利用该卷绕系统得到的活性金属含量高的金属复合薄片，将其应用于金属电池的电极材料时，既能保持金属锂或钠电极的高容量的优点，还能够抑制枝晶生长并控制金属体积膨胀。

【技术实现步骤摘要】
一种卷绕系统及其使用方法
本专利技术属于机械加工设备领域，具体涉及一种卷绕系统及其使用方法。
技术介绍
近年来随着移动设备、车辆电气化和电网存储、大数据信息传输的快速发展，对高能量密度电池的需求稳步增长。在现有的储能体系中，应用最广泛且能量密度最高的锂离子电池已经难以满足应用的需求。金属电池体系即使用电极电位较负的金属如锂、钠、锌、镁、铝、汞、铁等作负极的电池体系。其中金属锂具有最高的比容量(3860mAh/g)和最低的电化学势(-3.04V)，金属锂电池有望成为下一代高能量密度的电池体系。此外金属钠电池与金属锌电池由于资源丰富也具有非常广阔的应用前景。但是金属锂、钠、锌用于电池系统中的电极材料时，都存在着同样的问题，即：(1)在反复充放电的过程中，在金属界面位置不均匀沉积形成枝晶，随着枝晶的生长，有可能刺破隔膜形成电池短路导致安全问题。(2)由于金属自身无骨架的结构特点，在充放电的过程中，体积无限膨胀造成电极表面的固体电解质膜(SEI膜)破裂，严重破坏电极的稳定性，导致库伦效率降低，循环寿命衰减。现有技术中为了解决枝晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卷绕系统，其特征在于，包括惰性环境单元及容设于所述惰性环境单元内的卷绕单元，所述惰性环境单元包括主体仓、进出料仓及惰性气体存储罐，所述卷绕单元设于主体仓内，所述惰性气体存储罐通过管路与主体仓连通，所述主体仓内设有用于加热活性金属至熔融状态的加热容器；所述卷绕单元包括分别固定于卷绕基底上的卷绕轴、转动轴、牵引轴。/n

【技术特征摘要】
1.一种卷绕系统，其特征在于，包括惰性环境单元及容设于所述惰性环境单元内的卷绕单元，所述惰性环境单元包括主体仓、进出料仓及惰性气体存储罐，所述卷绕单元设于主体仓内，所述惰性气体存储罐通过管路与主体仓连通，所述主体仓内设有用于加热活性金属至熔融状态的加热容器；所述卷绕单元包括分别固定于卷绕基底上的卷绕轴、转动轴、牵引轴。


2.如权利要求1所述的卷绕系统，其特征在于，所述惰性环境单元为下沉式的空间。


3.如权利要求1或2所述的卷绕系统，其特征在于，还包括容设于所述惰性环境单元的主体仓内、用于使液态活性金属快速固化的冷却单元，所述冷却单元包括冷却设备；所述冷却设备为冷却设备或风机。


4.如权利要求3所述的卷绕系统，其特征在于，还包括容设于所述惰性环境单元的主体仓内、用于在活性金属复合材料进行卷绕之前将其进行进一步辊压的紧压辊。


5.如权利要求4所述的卷绕系统，其特征在于，还包括容设于所述惰性环境单元的主体仓内、用于将复合组分进行表面改性的表面改性单元。


6.如权利要求5所述的卷绕系统，其特征在于，所述表面改性单元选自加热设备、喷涂设备、蒸镀设备、电镀设备、溅射设备、化学反应装置、液相化学沉积或气相化学沉积装置中的至少一种，其通过改性在复合组分的表面沉积一层金属、金属氧化物或二维材料。


7.如权利要求1或2所述的卷绕系统，其特征在于，所述复合组分的形态为带状或线状。


8.如权利要求7所述的卷绕系统，其特征在于，当所述复合组分的形态为带状时，其厚度为3微米～50微米，宽度为10微米～0.5厘米。


9.如权利要求7所述的卷绕系统，其特征在于，当所述复合组分的形态为线状时，其直径为1～500微米。


10.如权利要求9所述的卷绕系统，其特征在于，还包括容设于所述惰性环境单元的主体仓内、用于将线状的复合组分辊压成为带状的辊压单元。


11.一种利用权利要求1-10任一项所述的卷绕系统制作活性金属复合薄片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将惰性环境单元内充满惰性气体，将卷绕的复合组分放置于转动轴上，并依次穿过牵引轴固定在卷绕轴上；
2)将活性金属放置入惰性环境单元中的加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨树斌，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11