【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及预锂化，具体而言，涉及一种全自动连续预锂化装置及方法。
技术介绍
1、随着新能源汽车和新型储能行业的快速发展，锂离子电池的正负极都面临着高能量密度的挑战，在正极材料方面已经有很多的材料改性技术，但正极材料上限较低，因此也需要负极提供高的能量密度来调节整个电芯的能量密度，硅材料因其相对传统石墨负极理论容量高这一突出优势而获得广泛关注。但硅材料也存在本身膨胀率较大，在充放电过程中，材料表层的sei膜不断“破坏－重构”从而容量衰减较快，首效较低的致命缺点。
2、由于硅材料本身的特性导致其无法直接成为锂离子电池负极材料，需要和其他负极材料进行复合掺杂才能达到均衡的效果，因此便出现了硅氧负极，由于其结构的特殊性，在电性能方面展示出差劲的首次库伦效率，因此需要对硅氧负极进行材料改性处理，通过对其进行预锂化处理可以达到提升首次库伦效率的功效，因此便出现了氧化亚硅预锂化的概念。
3、目前主流的预锂化方法有：锂金属直接接触预锂化；电化学预锂化；添加含锂活性物质预锂化；化学预锂化，针对氧化亚硅材料上述方法都可以尝试，但是由于氧化亚硅材料本身并不稳定，因此无论采用哪种方法都需要高要求的环境管控。
4、因为硅氧负极材料以及金属锂在空气中并不稳定，在极片制作和预锂化过程中涉及太多的人为操作，难免会在制作过程引入“破坏性”的气氛，从而造成极片质量的下降以及不稳定，也会造成预锂化阶段不可逆的副反应的发生。传统的极片制作工艺会对整个涂布出来的极片进行长时间的烘干然后模切处理，这一操作也会造成一定的资源浪费。p>
5、针对硅氧负极材料不稳定，需要高要求的环境管控的情况，可提供两种处理方法，一是对所用材料进行表面改性，使得其在干燥的空气中具有较强的稳定性从而从根源上解决该问题，但此方法难度较大，材料表面改性既要做到不能和材料本体发生反应使材料具备原有特性，又要做到能很好地包覆在材料表面达到保护的作用；二是提高自动化程度，提供能达标的生产环境，通过减少甚至完全隔绝材料与外界的接触来连续进行氧化亚硅预锂化的工作，该方法虽然需要构造完整的达标的生产环境，全自动的生产线，成本也不低，但是在第一种方法没有取得重大突破的情况下也是能成为连续进行氧化亚硅预锂化的优选方案。
6、目前锂金属直接接触预锂化工艺流程较为简单、原料易得，但对环境的氧和水含量有较为苛刻的要求，预锂化程度不易控制，预锂化均匀性不佳；添加含锂活性物质预锂化，由于其过于活泼，在溶剂选取上存在很大的问题；化学预锂化电极必须在预锂化后从不需要的反应物质中提纯，大大提高了预锂化成本；传统电化学预锂化需要将氧化亚硅极片作为与锂片组装为模型电池，随后通过充放电操作来达到预锂化的效果，但随后还需要拆解原有电池再重新组装，一是效率低下，二是电池复杂，在拆解过程中容易引入新的杂质。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种全自动连续预锂化装置及方法，以解决传统电化学预锂化需要将极片作为与锂片组装为模型电池，随后通过充放电操作来达到预锂化的效果，但后续还需要拆解原有电池再重新组装，存在效率低下、电池复杂、在拆解过程中容易引入新的杂质的问题。
2、本专利技术是采用以下的技术方案实现的：
3、本专利技术提供一种全自动连续预锂化装置，包括前后两个滚轮，铜箔卷绕在前端的滚轮上，铜箔拉伸于两个滚轮之间，当两个滚轮同步转动时铜箔能够随之运转，前端的滚轮上安装有刮刀，刮刀用于将铜箔上的负极材料浆料刮平形成极片；
4、两个滚轮之间依次布置有烘箱一、辊压装置、烘箱二以及压片机；
5、压片机用于双向模切极片，压片机包括压片机构和传送台，二者分别位于铜箔的上下两侧，传送台上设置有两个方向不同的模切块，压片机构上设有与两个模切块相对应的压片模切部件；
6、还包括预锂化组件，预锂化组件包括升降装置和充电装置，传送台能够移动到升降装置的下方，升降装置上设置有金属模具，金属模具负载有锂片和隔膜，升降装置用于将锂片、隔膜与极片进行配合压紧，金属模具上设有注液口，用于向锂片注入电解液；
7、充电装置包括正电极和负电极，极片的底部通过磁吸导电层接入负电极，锂片的顶部通过磁吸导电层接入正电极。
8、作为优选的技术方案：
9、烘箱一、烘箱二分别与铜箔的下侧接触，用于将铜箔上的极片烘干。
10、作为优选的技术方案：
11、刮刀的两侧分别通过插销固定在滚轮的两侧。
12、作为优选的技术方案：
13、辊压装置采用辊压机。
14、作为优选的技术方案：
15、压片机和预锂化组件采用双层组装结构。
16、作为优选的技术方案：
17、模切块具有凹槽。
18、本专利技术进一步提供一种全自动连续预锂化方法，采用上述全自动连续预锂化装置进行预锂化，包括如下步骤：
19、s1：制作极片；
20、s2：对极片自动预锂化；
21、步骤s2包括：
22、s201：将极片置于预锂化组件的升降装置下方，将极片的底部通过磁吸导电层接入负电极；
23、s202：通过升降装置将金属模具上负载的锂片和隔膜与极片进行配合压紧，隔膜与极片接触，锂片位于隔膜的上方；
24、s203：从金属模具上的注液口自动注入电解液，电解液浸润锂片，在锂片与隔膜之间形成电解液层，浸润目标时间后，将锂片的顶部通过磁吸导电层接入正电极，进行充放电工作；
25、s204：待充放电完成后，金属模具通过升降装置离开极片，通过惰性气体吹扫极片上风干残留的电解液与锂片脱落残留，完成经过电化学预锂化的极片的制备。
26、作为优选的技术方案：
27、s204还包括：抽真空和惰性气体吹扫两部分循环进行。
28、作为优选的技术方案：
29、步骤s1包括：
30、s101：制作负极浆料；
31、s102：将负极浆料注于铜箔的上侧，通过刮刀控制极片厚度；
32、s103：通过烘箱一将极片烘干；
33、s104：烘干后的极片通过辊压装置压实，其厚度通过辊压装置辊轮间隙来调节；
34、s105：极片辊压后，通过烘箱二将极片再次烘干；
35、s106：烘干后的极片通过惰性气体吹扫冷却，然后再通过压片机对极片进行双向模切；
36、s107：模切后，将模切好的极片通过传送台运至预锂化组件，模切完后剩余极片通过滚轮进行回收。
37、作为优选的技术方案：
38、负极浆料采用氧化亚硅负极材料。
39、作为优选的技术方案：
40、烘箱一的烘干温度为80℃-100℃。
41、作为优选的技术方案：
42、烘箱二的烘干温度为120℃-150℃。
43、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
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1.一种全自动连续预锂化装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的全自动连续预锂化装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的全自动连续预锂化装置，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的全自动连续预锂化装置，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的全自动连续预锂化装置，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的全自动连续预锂化装置，其特征在于：
7.一种全自动连续预锂化方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的全自动连续预锂化方法，其特征在于：
9.根据权利要求7所述的全自动连续预锂化方法，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的全自动连续预锂化方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种全自动连续预锂化装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的全自动连续预锂化装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的全自动连续预锂化装置，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的全自动连续预锂化装置，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的全自动连续预锂化装置，其特征在于：
...【专利技术属性】
技术研发人员：李宝全，徐鑫照，裴振华，严显伟，张祥，毛美林，王荣刚，张振宇，
申请(专利权)人：宜宾市天宜锂业科创有限公司，
类型：发明
国别省市：
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