一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池制备装置技术领域，尤其涉及一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊。

背景技术：

2.近些年，锂离子电池因其高能量密度、无记忆效应、长循环寿命等优点被广泛应用于电动汽车、消费电子和储能领域等。锂离子电池由正负极片、隔膜、电解液和相关结构件组成。正负极片在锂离子单体的电化学系统中，提供锂离子脱/嵌入位点，实现电荷的存储和释放。正负极极片是将活性物质、粘结剂、导电剂经匀浆，涂布在微米级别厚度金属箔材上(正极为铝箔，负极为铜箔)，随后经过辊压制得极片。但是，普通的极片对电解液的浸润不好，而具有微孔结构的集流体能够解决上述浸润问题。
3.公开号为cn 113089069 a的中国专利公开了一种微孔箔材的制备方法，通过阳极氧化法可以在铜/铝箔表面制备5～100μm直径的通孔，这种方法的原理可以简单描述为在高电压下铝的表面形成一层氧化膜层，随后溶液中腐蚀性离子会引起电腐蚀，导致发生点腐蚀的位置厚度降低，最终在电压的作用击穿形成通孔。这种通孔的存在可有效提升活性物质和集流体的结合力和增加电解液的前期浸润和后期补充问题。然而，极片表面存在大量的微孔会导致涂布过程的漏料问题，以及后续铝箔表面无法进行涂碳处理。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供了一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，该导电上料异形辊可以在铝箔上形成有序分布的压痕，在后续电化学阳极氧化成孔时能够在铝箔上形成有序分布的微孔，从而解决了微孔集流体无法进行涂碳及涂布过程中的漏料问题。
5.本实用新型提供了一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，包括转轴以及安装于所述转轴上的压辊，所述压辊的辊面设置有多个环状凸台，所述多个环状凸台沿压辊的轴向以预定的间距配置；所述转轴、压辊与环状凸台均是由导电材料制成的，且彼此之间形成电性连接；所述环状凸台用于在传送铝箔时在铝箔表面形成有序分布的压痕。
6.进一步地，所述环状凸台是由多个沿压辊周向排布的凸块组成。
7.进一步地，所述环状凸台的表面设置有圆弧倒角。
8.进一步地，所述圆弧倒角的r值为0.2mm。
9.进一步地，所述环状凸台的宽度不超过2mm，高度不超过1mm。
10.进一步地，所述压辊的两端分别通过导电轴承滚动安装于所述转轴上。
11.进一步地，所述转轴上还安装有一对卡簧挡圈，所述一对卡簧挡圈分别设置于所述压辊的两端，用于固定压辊的位置。
12.进一步地，所述转轴的两端均设有接线端子，所述接线端子通过导线与外部电源
进行电连接。
13.进一步地，所述接线端子通过螺栓固定于所述转轴上。
14.进一步地，所述压辊的辊面电阻小于0.3mω，接线端子与压辊辊面之间的电阻小于2.0mω。
15.本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
16.1.本实用新型的用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，在铝箔进入氧化液前，该导电上料异形辊可通过机械压力在铝箔表面形成均匀深度、形貌可控的压痕。由于压痕处厚度较铝箔表面有所下降，在进行电化学阳极氧化成孔时，可以达到仅在压痕处成孔的目的。仅仅需要通过调控压痕的形貌和深度即可控制铝箔表面的孔分布，从而实现可控有序多孔铝集流体的制备。
17.2.采用本实用新型的导电上料异形辊制备的多孔铝集流体，解决了微孔集流体无法进行涂碳及涂布过程中的漏料问题。
18.3.本实用新型的导电上料异形辊，装置结构简易，成本低廉。
附图说明
19.图1为本实用新型的导电上料异形辊的结构示意图；
20.图2为本实用新型的导电上料异形辊的辊面示意图；
21.图3为实施例提供的铝箔上的压痕示意图；
22.图4为实施例提供的有序多孔铝箔上氧化孔分布示意图；
23.其中：1、转轴；2、压辊；3、环状凸台；4、导电轴承；5、卡簧挡圈；6、接线端子；7、导线；8、螺栓。
具体实施方式
24.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
26.请参见图1-2，本实用新型提供了一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，包括转轴1以及安装于转轴上的压辊2。该导电上料异形辊设置于电化学阳极氧化工序中铝箔进入氧化液之前的位置，压辊2在转轴1的驱动下转动，带动铝箔进行上料。其中，压辊2的辊面设置有多个环状凸台3，这些环状凸台3沿压辊2的轴向以预定的间距布置，从而在铝箔上料过程中，环状凸台3通过机械压力在铝箔表面形成一定形状、厚度的有序分布的压痕。由于压痕处的厚度较铝箔表面有所下降，在进行电化学阳极氧化成孔时，可以达到仅在压痕处成孔的目的。在后续的涂炭工序中，可以在压痕之间的位置进行涂布，从而避免了多孔铝集流体无法进行涂碳及涂布过程中的漏料问题。
27.本实用新型中，转轴1、压辊2与环状凸台3均是由导电材料制成的，且彼此之间形成电性连接。这样外接电源可直接添加到转轴1上，由于铝箔在传送过程中始终与转轴1保
持电性连接，因此铝箔可作为电化学阳极氧化的阳极，进行氧化成孔。优选地，所述上料异形辊整体材质均采用导电率高的电子导电材质制备，例如不锈钢，目的是为了减少铝箔作为阳极进行氧化成孔时的能耗。进一步优选地，所述压辊的辊面电阻小于0.3mω。
28.本实用新型中，环状凸台3的表面优选地设置有圆弧倒角。通过设置圆弧倒角，可防止在上料过程中刺穿铝箔。优选地，所述圆弧倒角的r值为0.2mm。
29.本实用新型中，环状凸台3的个数和轴向间距可根据需要进行设置，本实用新型对此不作限制。环状凸台3的宽度和高度不可过大，优选地，环状凸台3的宽度不超过2mm，高度不超过1mm。
30.在一种实施方式中，环状凸台3是由多个沿压辊周向排布的凸块组成。这样，在铝箔表面得到的就是呈点状的压痕。
31.本实用新型中，仅仅需要通过调控压痕的形貌和深度，即可控制铝箔表面的孔分布，实现有序多孔铝集流体的制备。
32.本实用新型中，压辊1的两端分别通过导电轴承4滚动安装于转轴1上。设置导电轴承4目的是为了支撑压辊2机械旋转，降低摩擦系数。优选地，转轴1上还安装有一对卡簧挡圈5，所述一对卡簧挡圈5分别设置于压辊2的两端，用于固定压辊2的位置，防止压辊2在转轴1上左右滑动。
33.本实用新型中，转轴1较压辊2的端面伸出200mm左右，目的是为了方便阳极实现电连接处理。转轴1的两端均设有接线端子6，该接线端子6通过导线7与外部电源进行电连接，从而通过转轴1与压辊2对铝箔施加电压。优选地，所述接线端子6通过固定件固定于转轴1上，所述固定件包括但不限于螺栓8。接线端子6与压辊2辊面之间的电阻优选地小于2.0mω。
34.实施例
35.本实施例提供的导电上料异形辊，其压辊辊面上的环状凸台之间的间距为5cm，凸台高度约为1.5mm，宽度约为2mm。采用15μm厚*400mm宽的铝箔进行阳极氧化成孔。铝箔上料后采用三维仪表征压痕深度和宽度，成孔后通过光学显微镜观察孔径和孔分布。其中6条压痕的宽度、深度、孔径和孔间距平均值如下表所示。铝箔上的压痕以及氧化孔分布如图3-4所示。
36.压痕压痕1压痕2压痕3压痕4压痕5压痕6宽度/μm156715801592154015081578深度/μm7.56.86.77.27.37.3孔径/μm182523252835孔间距/μm807880896580
37.请参见图3-4，通过对铝箔整体形貌观察发现，孔均分布在压痕处，而在箔材其它位置并未观察到明显氧化孔出现。因此，本实用新型的导电上料异形辊，可实现有序多孔铝集流体的制备，该多孔铝集流体可解决微孔集流体无法进行涂碳及涂布过程中的漏料问题。
38.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变
动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：

1.一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，包括转轴以及安装于所述转轴上的压辊，其特征在于，所述压辊的辊面设置有多个环状凸台，所述多个环状凸台沿压辊的轴向以预定的间距布置；所述转轴、压辊与环状凸台均是由导电材料制成的，且彼此之间形成电性连接；所述环状凸台用于在传送铝箔时在铝箔表面形成有序分布的压痕。2.根据权利要求1所述的一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，其特征在于，所述环状凸台是由多个沿压辊周向排布的凸块组成。3.根据权利要求1所述的一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，其特征在于，所述环状凸台的表面设置有圆弧倒角。4.根据权利要求1所述的一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，其特征在于，所述环状凸台的宽度不超过2mm，高度不超过1mm。5.根据权利要求1所述的一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，其特征在于，所述压辊的两端分别通过导电轴承滚动安装于所述转轴上。6.根据权利要求5所述的一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，其特征在于，所述转轴上还安装有一对卡簧挡圈，所述一对卡簧挡圈分别设置于所述压辊的两端，用于固定压辊的位置。7.根据权利要求1所述的一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，其特征在于，所述转轴的两端均设有接线端子，所述接线端子通过导线与外部电源进行电连接。8.根据权利要求7所述的一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，其特征在于，所述接线端子通过螺栓固定于所述转轴上。9.根据权利要求7所述的一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，其特征在于，所述压辊的辊面电阻小于0.3mω。10.根据权利要求9所述的一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，其特征在于，所述接线端子与压辊辊面之间的电阻小于2.0mω。

技术总结

本实用新型公开了一种用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，包括转轴以及安装于所述转轴上的压辊，所述压辊的辊面设置有多个环状凸台，所述多个环状凸台沿压辊的轴向以预定的间距布置；所述转轴、压辊与环状凸台均是由导电材料制成的，且彼此之间形成电性连接；所述环状凸台用于在传送铝箔时在铝箔表面形成有序分布的压痕。本实用新型的用于电化学制备有序铝微孔集流体的导电上料异形辊，可以在铝箔上形成有序分布的压痕，在后续电化学阳极氧化成孔时能够在铝箔上形成有序分布的微孔，从而解决了微孔集流体无法进行涂碳及涂布过程中的漏料问题。涂布过程中的漏料问题。涂布过程中的漏料问题。