用于轧制金属锂带的装置制造方法及图纸

一种用于轧制金属锂带的装置，包括轧制区域(ZL)、供给区域和存储区域，轧制区域包括两个辊筒(2.1，2.2)，供给区域包括：用于将具有第一厚度的锂带(FL1)供给到轧制区域中的器件；用于供给被插入在具有第一厚度的锂带和辊筒(2.1，2.2)之间的两个薄膜的器件，存储区域包括用于收集具有第二厚度的锂带(FL1)的器件。具有第二厚度的锂带(FL1)被张紧，并且辊(20)确保每个薄膜(FP1，FP2)与辊筒(2.1，2.2)中的一个的表面在分离区域中分离，分离区域超过水平面(PH)并与另一辊筒相对，水平面穿过辊筒的旋转轴线。旋转轴线。旋转轴线。

Device for rolling metal lithium strip

【技术实现步骤摘要】
用于轧制金属锂带的装置


[0001]本专利技术涉及一种用于轧制金属锂带的装置。

技术介绍

[0002]到目前为止，锂离子技术可以允许达到250Wh/kg的能量密度，在专家看来，这项技术的进步幅度很小。所谓的“全固态”技术似乎是锂离子的未来，尤其是在阳极上使用金属锂。事实上，这种材料的质量和体积能量密度非常高，如果这些技术发展起来，将能够大大提高充电电池的能量密度。
[0003]因此，主要关注的问题之一涉及掌握制造金属锂带(金属锂带迄今为止在金属锂电池中大量使用)的工艺，从而限制能量密度。通过轧机，可达到在几微米到几十微米的范围内的目标厚度。
[0004]金属锂是一种具有延展性、粘性并因此非常易损的材料，因此几十微米的带的制造相对复杂。因此，有必要优化所有的轧制参数，以掌握该工艺，从而生产几十微米的带。
[0005]一般来说，辊筒是由金属制成的。为了避免锂粘附在辊筒上，在每个辊筒与金属锂之间插入有聚合物材料膜。在文献US3783666中描述了这种制造装置的例子，其中，聚乙烯基或聚乙烯的环形带缠绕在辊筒上。此装置可制造250微米范围内的金属锂薄膜。
[0006]文献EP0692831描述了一种用于轧制锂带的装置，可允许达到几十微米的厚度，但它需要使用轧制润滑剂。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的目的是提供一种用于干轧制金属锂带的装置，即，无需输入任何液体润滑剂。
[0008]上述目的通过一种轧制装置来实现，该轧制装置包括：至少两个辊筒，金属锂在两个辊筒之间轧制；用于将金属锂薄膜供给到轧机的输入端处的器件，该器件位于辊筒的上游；用于在轧机的输出端处存储金属锂薄膜的器件，该存储器件位于辊筒的下游。该装置在轧机的输出端处在锂薄膜上施加张力，使锂薄膜被机械张紧。该装置还包括用于循环两个塑料薄膜的器件，所述器件布置成将塑料薄膜插入在每个辊筒和锂薄膜之间，并使所述薄膜与锂薄膜一起行进。
[0009]专利技术者已经确定，当薄膜和带的分离角在特定的范围内时，能够制造具有第二厚度(几十微米)的金属锂薄膜，并同时降低甚至抑制薄膜撕裂的风险，并且不必添加液体润滑剂。这个角度范围是通过辊筒下游的每个塑料薄膜的特定定向来获得的。
[0010]塑料薄膜的特定定向使得塑料薄膜和锂薄膜之间的分离线位于超过一穿过辊筒的旋转轴线的水平面的区域中，所述辊筒与该塑料薄膜接触。
[0011]在不使用可能污染金属锂的润滑剂的情况下，可以获得厚度为几十微米(例如10微米至100微米之间)且不发生任何撕裂的锂薄膜。
[0012]有利地，分离线位于水平面和穿过辊筒的旋转轴线的竖直平面之间的区域中。
[0013]优选地，施加到塑料薄膜上的比张力介于0.1牛每毫米到0.6牛每毫米之间，优选地，该张力介于0.2牛每毫米到0.3牛每毫米之间。施加该特定张力(该特定张力与一个或多个塑料薄膜相对于一个或多个轧制辊的定向相关联)，使得能够促进塑料薄膜和具有第二厚度的锂薄膜之间的分离。
[0014]例如，每个塑料薄膜的特定定向通过旋转轴线平行于辊筒的旋转轴线的辊获得，塑料薄膜在辊筒和辊之间行进。
[0015]有利地，塑料薄膜包括有硅酮涂层。
[0016]本申请的目的之一是一种用于轧制金属锂带的装置，包括轧制区域，供给区域和存储区域，轧制区域包括至少两个辊筒，具有第一厚度的锂带用于在至少两个辊筒之间行进，每个所述辊筒绕旋转轴线旋转，供给区域包括：用于将具有第一厚度的锂带供给到轧制区域中的器件；用于供给两个塑料薄膜的器件，使得每个塑料薄膜被插入在具有第一厚度的锂带和称为相关辊筒的辊筒之间，所述存储区域包括用于收集具有第二厚度的锂带的器件，所述第二厚度小于所述第一厚度。所述装置还包括用于张紧具有第二厚度的锂带的器件和配置为确保每个塑料薄膜与辊筒中的一个的表面在存储区域侧、于分离区域中分离的器件，所述分离区域超过一水平面并与另一辊筒相对，所述水平面穿过所述辊筒的旋转轴线，所述分离区域包括所述水平面(PH)。
[0017]优选地，对所述具有第二厚度的锂带施加张力的器件被配置为：对具有第二厚度的薄膜的截面的每单位表面积施加的张力介于1牛每平方毫米到1.4牛每平方毫米之间。
[0018]仍优选地，所述轧制装置包括配置成对至少位于所述存储区域中的塑料薄膜施加张力的器件，所述器件配置成：对塑料薄膜的每单位宽度施加的张力介于0.1牛每毫米到0.6牛每毫米之间。
[0019]有利地，针对每个塑料薄膜，所述分离器件包括辊，所述辊的旋转轴线平行于相关辊筒的旋转轴线，并且所述辊的旋转轴线位于所述分离区域内。
[0020]有利地，所述辊在所述分离区域中的位置是可改变的。
[0021]所述塑料薄膜至少在用于与锂接触的表面上包括硅酮涂层。
[0022]例如，塑料薄膜是由聚对苯二甲酸乙二酯制成的。
[0023]所述塑料薄膜呈环形带的形式，所述环形带的张力通过张紧器辊来设置。
[0024]根据另外的特征，所述轧制装置在存储区域中包括：缠绕有具有第二厚度的锂带的心轴；和用于同时缠绕塑料薄膜以避免具有第二厚度的锂带粘附在塑料薄膜自身上的器件。
[0025]根据另外的特征，所述轧制装置包括：两个致动器，用于分别旋转地驱动每个辊筒；和控制单元，所述控制单元被配置为控制所述两个致动器以使两个所述辊筒以不同的速度(V1，V1)旋转。
附图说明
[0026]基于下文中的说明和附图将更好地理解本专利技术，在附图中：
[0027]图1是用于通过轧制工艺来轧制锂薄膜的装置的示意图，
[0028]图2是根据一个实施例的用于轧制金属锂薄膜的装置的详细视图，
[0029]图3是根据另一实施例的用于轧制金属锂薄膜的装置的详细视图。
具体实施方式
[0030]在图1中，示出了用于轧制锂薄膜(也称为带)的装置，包括用于轧制锂的区域ZL、用于在轧制区域ZL的上游供给锂的区域ZA、用于在轧制区域ZL的下游存储锂的区域ZS。
[0031]在本申请中，上
‑
下游方向应该理解为从供给区域朝向存储区域。
[0032]在本申请中，术语“锂薄膜”和“金属锂薄膜”是指由锂或锂合金制成的薄膜，锂合金包括例如但不限于镁和/或铝。
[0033]轧制区域包括至少两个彼此相对的辊筒2.1、2.2，这些辊筒的相对的外表面被期望厚度的锂薄膜隔开。例如，可从上游到下游相继地设置几对辊筒，以逐渐地减小锂薄膜的厚度。辊筒由诸如电动马达的致动器旋转地驱动。
[0034]锂薄膜在两个辊筒之间行进的平面将被称为“轧制平面”。
[0035]供给区域ZA包括具有第一厚度e1的金属锂薄膜FL1的分配器4。例如，薄膜是通过挤压获得的，并且例如薄膜的厚度在200微米范围内。薄膜缠绕在分配器上。通常应用在轧机中的辊和引导构件确保了将具有第一厚度的薄膜FL1引导到轧制区域ZL。
[0036]供给区域ZA还包括第一塑料薄膜FP1的分配器6，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于轧制金属锂带的装置，包括轧制区域(ZL)、供给区域(ZA)和存储区域，所述轧制区域包括至少两个辊筒(2.1，2.2)，具有第一厚度的锂带(FL1)用于在所述至少两个辊筒之间行进，每个所述辊筒(2.1，2.2)绕旋转轴线旋转，所述供给区域包括：用于将具有第一厚度的锂带(FL1)供给到所述轧制区域中的器件；用于供给两个塑料薄膜的器件，使得每个塑料薄膜被插入在具有第一厚度的锂带和称为相关辊筒的辊筒(2.1，2.2)之间，所述存储区域包括用于收集具有第二厚度的锂带(FL1)的器件，所述第二厚度小于所述第一厚度，其中，所述装置还包括用于张紧具有第二厚度的锂带的器件和配置为确保每个塑料薄膜(FP1，FP2)与辊筒(2.1，2.2)中的一个的表面在存储区域(ZS)侧、于分离区域中分离的器件，所述分离区域超过水平面(PH)并与另一辊筒相对，所述水平面穿过所述辊筒的旋转轴线，所述分离区域包括所述水平面(PH)。2.根据权利要求1所述的轧制装置，其中，对所述具有第二厚度的锂带施加张力的器件被配置为：对具有第二厚度的薄膜的截面的每单位表面积施加的张力介于1牛每平方毫米到1.4牛每平方毫米之间。3.根据权利要求1或2所述的轧制装置，包括配置成对至少位于所述存储区域中的塑料薄膜施加张力的器件，所述器件配置成：对塑料薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪尧姆，
申请(专利权)人：瑞德克斯，
类型：发明
国别省市：