本發(fā)明涉及一種鋁箔石墨烯涂層涂布裝置。

背景技術(shù)：

鋰二次電池作為一種高容量、長壽命的儲能系統(tǒng)，在小型便攜式電子產(chǎn)品中得到了廣泛使用，而其在高功率動力電池和大容量儲能電池中的應(yīng)用前景更吸引了全世界的目光。高性能鋰離子電池的研發(fā)是電化學(xué)儲能領(lǐng)域的一項重要任務(wù)。

在鋰二次電池中，活性材料均勻涂布于鋁箔或銅箔集流體表面，集流體通過與活性材料的物理接觸將電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電子匯集并導(dǎo)出至外電路，從而實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程。由此可推知，集流體與活性材料間的接觸是鋰離子電池充放電性能的重要影響因素。

因此，箔材成為鋰二次電池的重要組成部分，現(xiàn)在的鋰二次電池雖然性能比較優(yōu)越，但是常規(guī)的鋰二次電池極片制作工藝中，活性材料漿料直接涂布于鋁箔或銅箔表面，干燥后通過粘結(jié)劑實現(xiàn)活性材料固定于集流體表面。

目前解決此問題的的辦法主要是通過增加漿料粘結(jié)劑的用量、通過箔材表面化學(xué)腐蝕、電暈或者在箔材表面涂敷含導(dǎo)電材料的薄層等方法處理箔材來增加二者間的粘附能力。但是粘結(jié)劑用量的增加會對電池性能造成一系列的不良影響，包括電池內(nèi)阻的增大、能量密度和功率密度的降低、循環(huán)使用壽命變短、電池發(fā)熱量上升等?；瘜W(xué)腐蝕、電暈等特殊處理會對箔材產(chǎn)生一定程度的表面損傷，降低箔材的強度，嚴重影響后續(xù)的現(xiàn)象加工，并且成本較高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)的需要。而在箔材表面涂覆含導(dǎo)電材料的薄層（涂層鋁箔），該薄層需要有良好的導(dǎo)電能力，較高的比表面積，優(yōu)良的粘結(jié)性能，并且相對于金屬集流體具有更好的形變能力，從而增加活性材料與箔材間的導(dǎo)電接觸，減小界面電阻，并提高兩者間的粘結(jié)強度，該方法制備工藝相對簡單，加工成本較為低廉。

利用導(dǎo)電功能涂層對導(dǎo)電基材（鋁箔）進行表面處理是一種公認的突破性的創(chuàng)新技術(shù)，使用涂層鋁箔替代傳統(tǒng)鋁箔在動力鋰電池中使用已經(jīng)成為一種重要趨勢。在上述的集流體表面涂敷薄層中，導(dǎo)電材料的選擇無疑是最重要的環(huán)節(jié)。從導(dǎo)電性能和成本綜合考慮，碳材料是最適合的選擇。碳材料種類繁多，常見的有石墨烯、碳黑、碳納米管、碳纖維等。石墨烯是經(jīng)特殊工藝方法制備，純度高，粒度小而均勻，片層薄，表面活性高，其具有優(yōu)越的導(dǎo)電性能、潤滑性能及耐高溫性能。從其結(jié)構(gòu)和物理性能分析，使用石墨烯作為導(dǎo)電涂層，由于其比表面積大，并且為片層結(jié)構(gòu)，與鋁箔基材接觸面更多，使用該類材料改性的鋁箔粘結(jié)性能將大大提高，能有效抑制傳統(tǒng)碳材料所產(chǎn)生的膨脹脫離現(xiàn)象，且其導(dǎo)電性能更為優(yōu)異，相對其它導(dǎo)電材料更具有優(yōu)勢。

雖然石墨烯涂層鋁箔的優(yōu)點為業(yè)內(nèi)人士所普遍認可，但是受限于現(xiàn)有的涂布裝置存在較多的缺陷，不能生產(chǎn)高質(zhì)量的石墨烯涂層鋁箔，因此，發(fā)明一種可以生產(chǎn)高質(zhì)量石墨烯涂層的鋁箔的設(shè)備為業(yè)內(nèi)所亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋁箔石墨烯涂層涂布裝置。

為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種鋁箔石墨烯涂層涂布裝置，其包括工作臺、分別設(shè)于工作臺兩端的壓平張緊機構(gòu)、除塵機構(gòu)、預(yù)熱機構(gòu)、涂布機構(gòu)、加熱噴涂機構(gòu)、干燥機構(gòu)和收卷機構(gòu)，所述除塵機構(gòu)、預(yù)熱機構(gòu)、涂布機構(gòu)、加熱噴涂機構(gòu)和干燥機構(gòu)沿鋁箔片的行走方向依次設(shè)置在前后兩端的壓平張緊機構(gòu)之間；

所述壓平張進機構(gòu)包括豎直設(shè)置的第一壓輥和第二壓輥，所述第一壓輥和所述第二壓輥之間形成穿過鋁箔片的通道；

所述除塵機構(gòu)、涂布機構(gòu)和干燥機構(gòu)設(shè)于所述工作臺上方，所述預(yù)熱機構(gòu)設(shè)于所述工作臺的下方，并與開設(shè)于所述工作臺上的預(yù)熱縫隙相對應(yīng)，所述加熱噴涂機構(gòu)包括噴涂件和加熱件，所述噴涂件的噴口和的吹風(fēng)口上下豎直對應(yīng)設(shè)置，所述噴涂件設(shè)于所述工作臺的上方，所述加熱件設(shè)于所述工作臺的下方，并與開設(shè)于所述工作臺上的加熱縫隙相對應(yīng)；

所述收卷機構(gòu)設(shè)于所述工作臺的一側(cè)，并為鋁箔片的行進提供動力。

作為本發(fā)明進一步的改進，所述除塵機構(gòu)包括刮板、掃輥和吸塵裝置。

作為本發(fā)明的進一步的改進，所述涂布機構(gòu)包括儲料箱以及與所述儲料箱相通的涂布頭，所述涂布頭包括布料盒和涂布輥，所述布料盒的底部開設(shè)有橫截面為弧形的出料口，所述涂布輥活動嵌置于所述出料口處，所述涂布輥為含鐵材質(zhì)輥，所述布料盒兩側(cè)分別設(shè)置有與所述涂布輥長度相對應(yīng)的永磁塊。

作為本發(fā)明進一步的改進，所述涂布輥外周包裹有尼龍?zhí)住?/p>

作為本發(fā)明進一步的改進，所述尼龍?zhí)椎耐獗砻嬖O(shè)有微凹槽。

作為本發(fā)明進一步的改進，所述預(yù)熱機構(gòu)包括熱風(fēng)提供裝置和熱風(fēng)輸出裝置，所述熱風(fēng)輸出裝置包括輸風(fēng)管、吹風(fēng)盒和位于出風(fēng)盒頂部的出風(fēng)嘴，所述出風(fēng)嘴的橫截面為下底長度小于上底長度的梯形。

作為本發(fā)明進一步的改進，所述干燥機構(gòu)為紅外燈箱。

作為本發(fā)明進一步的改進，所述加熱件的結(jié)構(gòu)與所述預(yù)熱機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

本發(fā)明能夠?qū)⑹┎牧侠喂掏扛驳戒X箔片上形成石墨烯涂層鋁箔，經(jīng)過本發(fā)明所提供的涂布裝置所得產(chǎn)品涂層均勻，與鋁箔基材接觸緊密，性能穩(wěn)定。整個涂覆過程連續(xù)性強，加工效率高，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。

本發(fā)明的涂布機構(gòu)通過磁控的方式，控制涂布輥的石墨烯的流出速度，涂布輥上設(shè)置微凹槽，有利于提高涂布輥攜帶石墨烯涂料的能力，避免空轉(zhuǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明涂布機構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明預(yù)加熱結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1工作臺、101預(yù)熱縫隙、102加熱縫隙、201第一壓輥、202第二壓輥、301刮板、302掃輥、303吸塵裝置、4預(yù)熱機構(gòu)、401輸風(fēng)管、402吹風(fēng)盒、403出風(fēng)嘴、5涂布機構(gòu)、501布料盒、502涂布輥、503出料口、504永磁塊、505尼龍?zhí)住?06微凹槽、601噴涂件、602加熱件、7干燥機構(gòu)、8收卷機構(gòu)。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實施例對發(fā)明進行清楚、完整的描述。

如圖1所示的一種鋁箔石墨烯涂層涂布裝置，其包括工作臺1、分別設(shè)于工作臺1兩端的壓平張緊機構(gòu)、除塵機構(gòu)、預(yù)熱機構(gòu)4、涂布機構(gòu)5、加熱噴涂機構(gòu)、干燥機構(gòu)7和收卷機構(gòu)8，所述除塵機構(gòu)、預(yù)熱機構(gòu)4、涂布機構(gòu)5、加熱噴涂機構(gòu)和干燥機構(gòu)7沿鋁箔片的行走方向依次設(shè)置在前后兩端的壓平張緊機構(gòu)之間，在鋁箔片行進過程中先進行除塵，然后進行預(yù)加熱，然后涂布和噴涂，最后再進行干燥，完成對鋁箔片的石墨烯涂層涂布。

本發(fā)明的壓平張進機構(gòu)包括豎直設(shè)置的第一壓輥201和第二壓輥202，所述第一壓輥201和所述第二壓輥202之間形成穿過鋁箔片的通道，用以壓平和張緊鋁箔片，使鋁箔片在進行過程中始終保持平整狀態(tài)。

除塵機構(gòu)、涂布機構(gòu)和干燥機構(gòu)設(shè)于所述工作臺1上方，所述預(yù)熱機構(gòu)設(shè)于所述工作臺1的下方，并與開設(shè)于所述工作臺1上的預(yù)熱縫隙101相對應(yīng)，對經(jīng)過預(yù)熱縫隙101的鋁箔片的底部進行預(yù)加熱，預(yù)加熱后的鋁箔片在涂布機構(gòu)進行涂布時會有較好的延展性和粘附性，有利于提高涂布的效果。加熱噴涂機構(gòu)包括噴涂件601和加熱件602，所述噴涂件601的噴口和602的吹風(fēng)口上下豎直對應(yīng)設(shè)置，所述噴涂件601設(shè)于所述工作臺1的上方，所述加熱件602設(shè)于所述工作臺1的下方，并與開設(shè)于所述工作臺1上的加熱縫隙102相對應(yīng)，對噴涂時對鋁箔片的下方進行噴涂加熱，可以使涂布有石墨烯的鋁箔片受熱，進一步提高均勻度和粘度性。

所述收卷機構(gòu)8設(shè)于所述工作臺1的一側(cè)，并為鋁箔片的行進提供動力。

本發(fā)明的除塵機構(gòu)包括刮板301、掃輥302和吸塵裝置303，所述刮板的上設(shè)置有吹掃機構(gòu)，能夠?qū)︿X箔片上的雜質(zhì)進行初步清理。掃輥可以將粘附在鋁箔片上的雜質(zhì)掃起，經(jīng)過吸塵裝置時，吸走，使鋁箔片表面保持清潔和干凈，對鋁箔片的涂布質(zhì)量提供有利保障。

如附圖2所示的涂布機構(gòu)5，其包括儲料箱（圖中未示出）以及與所述儲料箱相通的涂布頭，所述涂布頭包括布料盒501和涂布輥502，所述布料盒501的底部開設(shè)有橫截面為弧形的出料口503，所述涂布輥501活動嵌置于所述出料口503處，出料口上端面的寬度小于涂布輥501的直徑，避涂布時壓力過大使涂布輥501進入布料盒內(nèi)，出料口下端面的寬度小于涂布輥501的直徑，避免涂布輥501從出料口503掉出，出料口兩側(cè)的弧形側(cè)壁的弧度和涂布輥的外周相適配，可以使涂布輥501在其內(nèi)部自由轉(zhuǎn)動。所述涂布輥502為含鐵材質(zhì)輥，所述布料盒501兩側(cè)分別設(shè)置有與所述涂布輥502長度相對應(yīng)的永磁塊504，由于兩側(cè)永磁塊對涂布輥的磁吸作用，使得涂布輥502與出料口503的間隙適中，避免石墨烯涂料從縫隙流出不均，使出料均勻，保持整個鋁箔片上的物料厚度均勻。

所述涂布輥502外周包裹有尼龍?zhí)?05，尼龍?zhí)拙邆漭^好的粘附性，易于攜帶涂料，所述尼龍?zhí)?05的外表面設(shè)有微凹槽506，其具有最高的取出百分數(shù)，比率調(diào)整空間較大且穩(wěn)定，所述微凹槽為180目，本發(fā)明所述的裝置對鋁箔的單層涂布厚度為300nm，單層涂布密度為0.5g/m²，涂布速度為30-50m/min。

如附圖3所示的預(yù)熱機構(gòu)4，其包括熱風(fēng)提供裝置（圖中未示出）和熱風(fēng)輸出裝置，所述熱風(fēng)輸出裝置包括輸風(fēng)管401、吹風(fēng)盒402和位于出風(fēng)盒402頂部的出風(fēng)嘴403，所述出風(fēng)嘴403的橫截面為下底長度小于上底長度的梯形，出風(fēng)嘴403的兩側(cè)設(shè)置有擋板，可以使加熱的空氣進行匯集，進而從出風(fēng)嘴403匯出，加熱迅速，加熱效果好。本發(fā)明的加熱件602的結(jié)構(gòu)和預(yù)熱機構(gòu)4的結(jié)構(gòu)大體相同，可以根據(jù)噴涂需要對溫度進行調(diào)節(jié)，熱風(fēng)提供裝置為現(xiàn)有技術(shù)，可以為熱風(fēng)機，本領(lǐng)域技術(shù)人員均熟知該類技術(shù)，此處不再贅述。

本發(fā)明的干燥機構(gòu)7為紅外燈箱，可以通過烘烤實現(xiàn)石墨烯涂層的干燥，有效提高了干燥效率，并減少對鋁箔片表面石墨烯涂層的破壞。

值得一提的是，本發(fā)明的永磁塊可以安裝在出料盒外側(cè)也可以安裝在出料盒內(nèi)側(cè)，永磁塊為兩個，可以使涂布輥受力均勻。

在工作臺的一側(cè)設(shè)有放卷機構(gòu)，本發(fā)明中并未示出。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。