一种非金属集流体极耳的制备装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种非金属集流体极耳的制备装置及方法，制备装置的主要机构有惰性气体瓶、第一真空箱和第二真空箱；制备方法中通过对第一真空箱真空处理并充入惰性气体，加热其中的金属料得到金属蒸汽和惰性气体的混合蒸汽，非金属集流体在第二真空箱中放卷，经过冷却机构的同时，第一真空箱中的混合蒸汽经由管道及喷头喷洒到非金属集流体上通过冷却机构冷却凝结，最后在第二真空箱中收卷得到非金属集流体极耳。本发明专利技术采用半真空喷涂技术，用惰性气体保护蒸发得到的金属蒸汽，避免其在制造过程中发生氧化，本发明专利技术大大降低了非金属集流体极耳的加工难度，解决了非金属基极耳不容易焊接甚至无法进行超声焊接的问题。焊接甚至无法进行超声焊接的问题。焊接甚至无法进行超声焊接的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种非金属集流体极耳的制备装置及方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池制造
，更具体地涉及一种非金属集流体极耳的制备装置及方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的快速发展，长续航里程的电动汽车受到消费者的喜爱，电动汽车的长续航能够满足人们实现省或市之间的旅程。然而，长续航里程的电动汽车需要能量密度很高的电池，增加电池能量密度的方式之一就是减轻单体电池的重量。所以，非金属集流体应运而生，其具有非常低的重量，要比传统金属基集流体要低50％
‑
200％的重量，非金属集流体制备的锂离子电池的能量密度要比金属基集流体制备的锂离子电池高出一倍。但是非金属集流体裁剪得到非金属基极耳后，在后续非金属基极耳的焊接过程中，非金属基极耳不容易焊接，甚至无法进行超声焊接。

技术实现思路

[0003]为解决
技术介绍
中所述的问题，本专利技术提供一种非金属集流体极耳的制备装置及方法。
[0004]本专利技术的制备装置，包括惰性气体瓶、第一真空箱和第二真空箱；所述惰性气体瓶的出口与第一真空箱相连，所述第一真空箱与第二真空箱通过管道相连接，所述管道上设置有控制启闭的控制阀门；所述第一真空箱内设置有用于放置金属料的蒸发舟，所述蒸发舟的加热源设置于第一真空箱的外部；所述第二真空箱内设置有用于控制金属蒸汽和惰性气体的混合蒸汽的喷洒宽度的挡板机构，所述挡板机构中设置有用于冷却金属蒸汽和惰性气体的混合蒸汽的冷却机构，挡板机构两侧分别设置有用于放卷非金属集流体的放卷机构和用于收卷非金属集流体极耳的收卷机构；所述冷却机构的上方设置有用于喷洒金属蒸汽和惰性气体的混合蒸汽的喷管，所述喷管与第二真空箱内的管道末端相连。
[0005]本专利技术的制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、将金属料放入第一真空箱中的蒸发舟中，并密闭第一真空箱并将其抽真空；
[0007]步骤二、向上述第一真空箱中注入一定量的惰性气体，之后加热蒸发舟至金属料的蒸发温度，得到金属蒸汽和惰性气体的混合蒸汽；
[0008]步骤三、将第二真空箱抽真空后，使第二真空箱中的冷却机构温度达到设定值；
[0009]步骤四、非金属集流体在第二真空箱中放卷后，经过冷却机构的同时，第一真空箱中的混合蒸汽经由管道及喷头喷洒到非金属集流体上通过冷却机构冷却凝结，最后收卷得到非金属集流体极耳。
[0010]进一步地，所述步骤一中，金属料包括铜、铜合金、铝、铝合金或镍其中的至少一种。
[0011]更进一步地，所述步骤一中，第一真空箱抽真空的过程为：先将第一真空箱初步抽
真空，然后向第一真空箱中充入惰性气体，最后将第一真空箱再次抽真空。该过程通过惰性气体洗涤第一真空箱，防止残存的空气污染后续的金属蒸汽。第一真空箱初步抽真空后的压强为
‑
0.09MPa至
‑
0.10MPa，第一真空箱中充入惰性气体至0MPa，第一真空箱再次抽真空后的压强为
‑
0.09MPa至
‑
0.10MPa。所述的惰性气体为氦氖氩氪氙氡中的任意一种，优选氦气和氩气。
[0012]进一步地，所述步骤二中，第一真空箱中注入的惰性气体量为整个第一真空箱体积的10
‑
60％。
[0013]更进一步地，所述步骤二中，蒸发舟的加热温度为1000
‑
1600℃。
[0014]进一步地，所述的步骤三中，第二真空箱抽真空后的压强为
‑
0.09MPa至
‑
0.10MPa。
[0015]更进一步地，所述的步骤三中，第二真空箱中的冷却机构包括冷却辊，温度为20
‑
100℃。
[0016]进一步地，所述步骤四中，非金属集流体放卷和收卷的速度与混合蒸汽的喷洒流量满足的关系式为：
[0017]ρyzv1/10000＝v2，
[0018]其中ρ为金属料的密度，g/cm3；v1为非金属集流体的放卷和收卷的速度，单位cm/min；v2为混合蒸汽的喷洒流量，单位g/min，z为混合蒸汽的喷洒厚度，单位μm；y为混合蒸汽的喷洒宽度，单位cm。
[0019]本专利技术与现有技术相比，通过对第一真空箱真空处理并充入一定量的惰性气体，加热其中的金属料得到金属蒸汽和惰性气体的混合蒸汽，再喷洒在第二真空箱的非金属集流体上冷却得到非金属集流体极耳；本专利技术采用半真空喷涂技术，用惰性气体保护蒸发得到的金属蒸汽，避免其在制造过程中发生氧化，本专利技术大大降低了非金属集流体极耳的加工难度，解决了非金属基极耳不容易焊接甚至无法进行超声焊接的问题。
附图说明
[0020]图1为本专利技术制备装置的结构示意图。
[0021]图2为本专利技术制备过程中非金属集流体极耳的俯视图。
[0022]附图标记说明：
[0023]1‑
惰性气体瓶；2
‑
第一真空箱；3
‑
加热源；4
‑
金属料；5
‑
蒸发舟；6
‑
控制阀门；7
‑
喷管；8
‑
放卷机构；9
‑
收卷机构；10
‑
挡板机构；11
‑
冷却机构；12
‑
第二真空箱；13
‑
管道；A
‑
极耳区；B
‑
非金属集流体；C
‑
挡板。
具体实施方式
[0024]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0025]非金属集流体极耳的制备装置的结构示意图如图1所示，主要机构有惰性气体瓶1、第一真空箱2和第二真空箱12。
[0026]惰性气体瓶1的出口与第一真空箱2相连，第一真空箱2与第二真空箱12通过管道13相连接，管道13上设置有控制启闭的控制阀门6。
[0027]具体地，第一真空箱2内设置有用于放置金属料4的蒸发舟5，蒸发舟5的加热源3设置于第一真空箱2的外部。
[0028]第二真空箱12内设置有用于控制混合蒸汽的喷洒范围的挡板机构10，挡板机构10中设置有冷却机构11；其中，挡板机构10中设置有可部分覆盖非金属集流体B的挡板C，冷却机构11可为冷却辊，用于冷却金属蒸汽和惰性气体的混合蒸汽；挡板机构10两侧分别设置有放卷机构8和收卷机构9，放卷机构8用于放卷非金属集流体B，收卷机构9用于收卷非金属集流体极耳；冷却机构11的上方设置有用于喷洒金属蒸汽和惰性气体的混合蒸汽的喷管7，所述喷管7与第二真空箱12内的管道13末端相连。
[0029]本专利技术提出了一种非金属集流体极耳的制备方法，步骤如下：
[0030]步骤一、将金属料4放入第一真空箱2中的蒸发舟5中，并密闭第一真空箱2并将其抽真空。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非金属集流体极耳的制备装置，其特征在于：包括惰性气体瓶(1)、第一真空箱(2)和第二真空箱(12)；所述惰性气体瓶(1)的出口与第一真空箱(2)相连，所述第一真空箱(2)与第二真空箱(12)通过管道(13)相连接；所述第一真空箱(2)内设置有用于放置和加热金属料(4)的蒸发舟(5)；所述第二真空箱(12)内设置有用于冷却金属蒸汽和惰性气体的混合蒸汽的冷却机构(11)，所述冷却机构(11)的上方设置有用于喷洒金属蒸汽和惰性气体的混合蒸汽的喷管(7)，所述喷管(7)与管道(13)相连。2.根据权利要求1所述的一种非金属集流体极耳的制备装置，其特征在于：所述管道(13)上设置有控制启闭的控制阀门(6)；所述蒸发舟(5)的加热源(3)设置于第一真空箱(2)的外部；所述第二真空箱(12)内设置有用于控制金属蒸汽和惰性气体的混合蒸汽喷洒宽度的挡板机构(10)；所述挡板机构(10)中设置有用于冷却金属蒸汽和惰性气体的混合蒸汽的冷却机构(11)，挡板机构(10)两侧分别设置有用于放卷非金属集流体(B)的放卷机构(8)和用于收卷非金属集流体极耳的收卷机构(9)。3.一种非金属集流体极耳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将金属料(4)放入第一真空箱(2)中的蒸发舟(5)中，并密闭第一真空箱(2)并将其抽真空；步骤二、向上述第一真空箱(2)中注入一定量的惰性气体，之后加热蒸发舟(5)至金属料(4)的蒸发温度，得到金属蒸汽和惰性气体的混合蒸汽；步骤三、将第二真空箱(12)抽真空后，使第二真空箱(12)中的冷却机构(11)温度达到设定值；步骤四、非金属集流体(B)在第二真空箱(12)中放卷后，经过冷却机构(11)的同时，第一真空箱(2)中的混合蒸汽经由管道(13)及喷头(7)喷洒到非金属集流体(B)上通过冷却机构(11)冷却凝结，最后收卷得到非金属集流体极耳。4.根据权利要求3所述的一种非金属集流体极耳的制备方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贝，段利强，
申请(专利权)人：楚能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：