本发明专利技术公开了一种连铸轧制复合金属带的生产方法，放卷带材并使带材随着传动带同步移动，在控制辊组的进料侧加入液态金属，利用设置在控制辊组进料侧的高温区使液态金属保持液态和流动性，利用控制辊组控制液态金属的厚度，利用设置在控制辊组出料侧的冷却区使位于带材上的液态金属冷却定型为复合在带材上的金属材料层，得到复合金属带。本发明专利技术的一种连铸轧制复合金属带的生产方法，能够精确控制金属材料层的厚度，即厚度可以更薄以满足储能电极的使用要求，且结合力也更好。且结合力也更好。且结合力也更好。
【技术实现步骤摘要】
一种连铸轧制复合金属带的生产线
[0001]本专利技术涉及一种金属带材生产设备，具体的为一种连铸轧制复合金属带的生产线。
技术介绍
[0002]锂离子电池的负极是由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。锂离子电池能否成功地制成，关键在于能否制备出可逆地脱/嵌锂离子的负极材料。一般来说，选择一种好的负极材料应遵循以下原则：比能量高；相对锂电极的电极电位低；充放电反应可逆性好；与电解液和粘结剂的兼容性好；比表面积小(<10m2/g)，真密度高(>2.0g/cm3)；嵌锂过程中尺寸和机械稳定性好；资源丰富，价格低廉；在空气中稳定、无毒副作用。目前，已实际用于锂离子电池的负极材料一般都是碳素材料，如石墨、软碳(如焦炭等)、硬碳等。传统的碳素材料虽然在一定程度上能够满足锂离子电池负极的使用要求，但存在能量密度低和重量重等缺陷。
[0003]金属锂具有高的容量(理论3860mAh/g)，低的密度(0.59g/cm3)，低的电化学势(-3.04Vvs.标准氢电极)，因此以金属锂作为负极的金属锂二次电池与石墨负极的锂离子电池相比具有电压高能量密度高的优异性能。为了满足锂电池高倍率放电的需求，需采用适用于高倍率放电的超薄正极，因此，与正极容量匹配的金属锂负极也需超薄化。但市售电池级金属锂普遍较厚，仅少量厂家可提供50-100μm、宽度仅为10-50mm的金属锂，且金属锂表面状态较差，与导电基材覆合难度大，覆合强度较低。
[0004]现有的锂带生产工艺一般采用挤压成型，如公开号为CN204564801U、CN101497088B的中国专利公开的锂带生产工艺中，最薄可以做到几十微米的厚度。当较厚的金属锂带应用于金属锂电池中，负极容量远远过量于正极容量，这样就造成了负极金属锂的浪费，同时也增加了电池的体积和重量，降低了电池的体积和质量能量密度，不利于金属锂电池极限能量密度的提升。另外，公开号为CN105489845A的中国专利提出了基于PVD的方法制备薄层金属锂基负极，该方法可以制备出较薄厚度的金属锂，但是该方法无法大面积大批量连续生产。
[0005]现有的负极金属复合材料一般采用金属锂箔材和金属铜箔材进行复合得到，如公开号为CN108435791A的中国专利公开了一种制备层状铜/锂复合箔材的深冷异步轧制方法，包括如下步骤：第一步：以纯锂和纯铜金属箔材为原料，铜箔的厚度为锂箔的二分之一；第二步：将铜箔和锂箔剪切成长方形；第三步：将铜箔对折，完全包覆好锂箔；第四步：将材料放入深冷箱中进行冷却，冷却10分钟，实现材料温度被均匀冷却；第五步：将材料取出，以压下率在50％左右进行深冷轧制，轧制结束后，轧件温度<-50℃；第六步：将轧制后的带材进行对折并叠合，放入深冷箱中重新冷却，冷却时间3-5分钟；第七步：将冷却的材料再进行深冷轧制，压下率维持在50％左右；重复第六步和第七步5-10次，生产出高性能的层状铜/锂双金属复合箔材；第八步：将层状铜/锂双金属复合箔材放入深冷箱中重新冷却，冷却时间3-5分钟；第九步：采用深冷异步轧制，异速比为1.0～1.6，轧制压下量为5～20％；重复第
八步和第九步，直到将轧件厚度轧至10～50μm。
[0006]该制备层状铜/锂复合箔材的深冷异步轧制方法制备得到的负极金属复合材料具有以下缺点：
[0007]1)很难在铜箔表面制备厚度为2～20um的锂带，即金属锂的厚度较厚，浪费材料；
[0008]2)制备的负极金属复合材料中，金属锂和金属铜的结合力往往不够牢固，容易脱落。
技术实现思路
[0009]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种复合金属带连铸轧制生产方法，能够精确控制金属材料层的厚度，即厚度可以更薄以满足储能电极等场景的使用要求，且结合力也更好。
[0010]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]一种连铸轧制复合金属带的生产线，包括：
[0012]传动带机构，所述传送带机构包括位于两端的第一传动辊和第二传动辊，所述第一传动辊和第二传动辊之间套装设有传动带；
[0013]放卷机构，用于放卷与所述传动带同步移动的带材；
[0014]收卷机构，用于收卷制得的复合金属带；
[0015]所述传动带机构上设有用于控制金属材料层厚度的控制辊组，所述控制辊组包括位于所述传动带上方的上控制辊和位于所述传动带下方的下控制辊，所述控制辊组的进料侧设有用于添加液态金属的加料装置，并在所述控制辊组的进料侧设置用于使液态金属保持液态和流动性的高温区，在所述控制辊组的出料侧设置用于使带材上的液态金属冷却定型为金属材料层的冷却区。
[0016]进一步，所述放卷机构放卷带材并由所述第一传动辊导向后与所述传动带同步移动。
[0017]进一步，所述下控制辊的最高点与所述第一传动辊、第二传动辊的最高点平齐，并使所述传动带位于水平面上；所述上控制辊与下控制辊之间在竖直方向上的辊缝等于所述传动带的厚度、带材的厚度以及所述金属材料层的预设厚度之和；所述控制辊组的进料侧设有溢流控制板，所述溢流控制板的溢流高度与所述上控制辊的最低点平齐。
[0018]进一步，所述上控制辊与所述第一传动辊之间在竖直方向上的间距等于所述传动带的厚度和带材的厚度之和；所述控制辊组的进料侧设有压在传动带上的压辊，所述压辊与所述下控制辊之间在竖直方向上的间距等于所述传动带的厚度和带材的厚度之和，所述上控制辊与下控制辊之间在竖直方向上的辊缝等于所述传动带的厚度、带材的厚度以及所述金属材料层的预设厚度之和；
[0019]所述压辊上设有溢流环槽，所述溢流环槽的深度大于等于金属材料层的预设厚度，所述加料装置将液态金属加入到所述压辊与所述控制辊组之间。
[0020]进一步，所述第一传动辊的最高点高于所述第二传动辊的最高点，且所述第一传动辊的最高点的高度与所述第二传动辊的最高点的高度之差等于所述金属材料层的预设厚度。
[0021]进一步，所述第一传动辊处设有用于回收溢流的液态金属的溢流收料槽。
[0022]进一步，所述控制辊组的进料侧设有送料辊，所述送料辊上设有至少一条沿其轴向方向设置并用于将液态金属推向所述控制辊组的推料刷或推料桨。
[0023]进一步，所述控制辊组的进料侧还间隔设有至少一根用于使液态金属沿着带材宽度方向均匀布满所述带材的导料辊。
[0024]进一步，还包括设置在所述控制辊组出料侧与所述收卷机构之间的精整区，所述精整区内间隔设有至少一组用于精整经所述冷却区冷却定型的所述金属材料层的精整辊组。
[0025]进一步，所述精整区内设有用于控制精整温度的精整温度控制装置。
[0026]进一步，所述带材采用但不限于铜带、铝带、钢带、镍带、银带、金带或金属材料与非金属材料复合的带材。
[0027]进一步，所述带材采用网状箔材或所述带材上阵列设有通孔。
[0028]进一步，用于轧制所述金属材料层本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：包括：传动带机构，所述传送带机构包括位于两端的第一传动辊和第二传动辊，所述第一传动辊和第二传动辊之间套装设有传动带；放卷机构，用于放卷与所述传动带同步移动的带材；收卷机构，用于收卷制得的复合金属带；所述传动带机构上设有用于控制金属材料层厚度的控制辊组，所述控制辊组包括位于所述传动带上方的上控制辊和位于所述传动带下方的下控制辊，所述控制辊组的进料侧设有用于添加液态金属的加料装置，并在所述控制辊组的进料侧设置用于使液态金属保持液态和流动性的高温区，在所述控制辊组的出料侧设置用于使带材上的液态金属冷却定型为金属材料层的冷却区。2.根据权利要求1所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述放卷机构放卷带材并由所述第一传动辊导向后与所述传动带同步移动。3.根据权利要求2所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述下控制辊的最高点与所述第一传动辊、第二传动辊的最高点平齐，并使所述传动带位于水平面上；所述上控制辊与下控制辊之间在竖直方向上的辊缝等于所述传动带的厚度、带材的厚度以及所述金属材料层的预设厚度之和；所述控制辊组的进料侧设有溢流控制板，所述溢流控制板的溢流高度与所述上控制辊的最低点平齐。4.根据权利要求2所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述上控制辊与所述第一传动辊之间在竖直方向上的间距等于所述传动带的厚度和带材的厚度之和；所述控制辊组的进料侧设有压在传动带上的压辊，所述压辊与所述下控制辊之间在竖直方向上的间距等于所述传动带的厚度和带材的厚度之和，所述上控制辊与下控制辊之间在竖直方向上的辊缝等于所述传动带的厚度、带材的厚度以及所述金属材料层的预设厚度之和；所述压辊上设有溢流环槽，所述溢流环槽的深度大于等于金属材料层的预设厚度，所述加料装置将液态金属加入到所述压辊与所述控制辊组之间。5.根据权利要求4所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述第一传动辊的最高点高于所述第二传动辊的最高点，且所述第一传动辊的最高点的高度与所述第二传动辊的最高点的高度之差等于所述金属材料层的预设厚度。6.根据权利要求3-5任一项所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述第一传动辊处设有用于回收溢流的液态金属的溢流收料槽。7.根据权利要求1所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征在于：所述控制辊组的进料侧设有送料辊，所述送料辊上设有至少一条沿其轴向方向设置并用于将液态金属推向所述控制辊组的推料刷或推料桨。8.根据权利要求1所述的连铸轧制复合金属带的生产线，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：辛民昌，李长明，吴超，辛程勋，
申请(专利权)人：青岛九环新越新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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