一種基于激光陣鏡制備石墨烯電池的設(shè)備制造技術(shù)

一種基于激光陣鏡制備石墨烯電池的設(shè)備，其包括有機架，在所述的機架上設(shè)有工作平臺；還包括有設(shè)于機架上的可尋址位移機構(gòu)，及受其控制移動的氧化石墨烯溶液涂覆設(shè)備、隔膜材料涂覆設(shè)備、正極材料涂覆設(shè)備、正極匯流材料涂覆設(shè)備、清洗設(shè)備，以及干燥設(shè)備和激光陣鏡設(shè)備；所述的位移機構(gòu)其可移動至工作平臺上方的任意位置。本發(fā)明專利技術(shù)通過在載體銅箔上先后完成氧化石墨烯溶液的預(yù)定軌跡涂覆、激光還原石墨烯、隔膜材料的涂覆和固化、正極材料的涂覆和固化、正極匯流材料的涂覆和固化，可實現(xiàn)單個單體石墨烯電池、多個單體石墨烯電池，甚至多規(guī)格多型號單體石墨烯電池的制造，結(jié)構(gòu)合理，靈活可控，生產(chǎn)簡單快捷、成本低，工況平和。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種基于激光陣鏡制備石墨烯電池的設(shè)備
本專利技術(shù)屬于碳材料
，具體是涉及一種基于激光陣鏡制備石墨烯電池的設(shè)備。
技術(shù)介紹
石墨烯由于其獨特的結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)使其成為碳材料、納米技術(shù)、凝聚態(tài)物理和功能材料等領(lǐng)域的研究熱點。石墨烯作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，其理論比表面積高達2630m2/g，可用于效應(yīng)晶體管、電極材料、復(fù)合材料、液晶顯示材料、傳感器等。石墨烯狹義上指單層石墨，厚度為0.335nm，僅有一層碳原子，但實際上10層以內(nèi)的石墨結(jié)構(gòu)也可稱作石墨烯。而10層以上的則被稱為石墨薄膜。石墨烯的每個碳原子均為sp2雜化，并貢獻剩余一個雜化，并貢獻剩余一個p軌道電子形成π鍵，π電子可以自由移動，賦予石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)性。由于原間作用力非常強，在常溫下，即使周圍碳原子發(fā)生碰撞，石墨烯中的電子受到的干擾也很小。在傳輸時不易發(fā)生散射，約為硅中電子遷移率的140倍。其電導(dǎo)率可達106s/m，是常溫下導(dǎo)電性最佳的材料，可應(yīng)用到各種電子元器件的制造。石墨烯電池，利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發(fā)出的一種新能源電池。但是，現(xiàn)有的石墨烯電池對制備條件及環(huán)境要求較高，量產(chǎn)難度大、成本高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種基于激光陣鏡制備石墨烯電池的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)合理，靈活可控，制造簡單快捷，生產(chǎn)成本低，工況平和。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用下述技術(shù)方案：一種基于激光陣鏡制備石墨烯電池的設(shè)備，其包括有機架，在所述的機架上設(shè)有工作平臺；還包括有設(shè)于機架上的氧化石墨烯溶液涂覆設(shè)備、隔膜材料涂覆設(shè)備、正極材料涂覆設(shè)備、正極匯流材料涂覆設(shè)備、激光陣鏡設(shè)備、清洗設(shè)備，以及干燥設(shè)備；還包括有設(shè)于機架上的可尋址位移機構(gòu)，所述的氧化石墨烯溶液涂覆設(shè)備、隔膜材料涂覆設(shè)備、正極材料涂覆設(shè)備、正極匯流材料涂覆設(shè)備、清洗設(shè)備均與位移機構(gòu)連接且可于位移機構(gòu)控制下移動至工作平臺上方的任意位置；所述的干燥設(shè)備可熱輻射至工作平臺上；所述的激光陣鏡設(shè)備包括有激光發(fā)射器、X-Y光學掃描頭和光學反射鏡片。在進一步的改進方案中，所述的位移機構(gòu)包括有控制設(shè)備，以及與控制設(shè)備連接由控制設(shè)備控制移動的移動臺架；所述的移動臺架包括有設(shè)于機架上可沿工作平臺的一端和另一端之間的行程內(nèi)來回運動的縱向運動架，以及設(shè)于縱向運動架上可垂直于縱向運動架的行徑路線作往復(fù)運動的平伸架臺。在進一步的改進方案中，所述的氧化石墨烯溶液涂覆設(shè)備包括有用于儲存氧化石墨烯溶液的第一容器和氧化石墨烯溶液噴頭，所述的第一容器和氧化石墨烯溶液噴頭之間通過管道連接，所述的氧化石墨烯溶液噴頭設(shè)于平伸架臺上。在進一步的改進方案中，所述的隔膜材料涂覆設(shè)備包括有用于儲存隔膜材料的第二容器和隔膜材料噴頭，所述的第二容器和隔膜材料噴頭之間通過管道連接，所述的隔膜材料噴頭設(shè)于平伸架臺上。在進一步的改進方案中，所述的正極材料涂覆設(shè)備包括有用于儲存正極材料的第三容器和正極材料噴頭，所述的第三容器和正極材料噴頭之間通過管道連接，所述的正極材料噴頭設(shè)于平伸架臺上。在進一步的改進方案中，所述的正極匯流材料涂覆設(shè)備包括有用于儲存正極匯流材料的第四容器和正極匯流材料噴頭，所述的第四容器和正極匯流材料噴頭之間通過管道連接，所述的正極匯流材料噴頭設(shè)于平伸架臺上。在進一步的改進方案中，所述的激光陣鏡設(shè)備設(shè)于平伸架臺上。在進一步的改進方案中，所述的清洗設(shè)備包括有用于儲存清洗溶劑的第五容器和清洗噴頭，所述的第五容器和清洗噴頭之間通過管道連接，所述的清洗噴頭設(shè)于平伸架臺上。在進一步的改進方案中，所述的干燥設(shè)備為干燥機，其設(shè)于縱向運動架上且其輻射口設(shè)于縱向運動架朝向工作平臺的那一側(cè)。在進一步的改進方案中，還包括有上膜設(shè)備，所述的上膜設(shè)備包括有設(shè)于機架一側(cè)的用于放置載體銅箔卷的膜架，以及設(shè)于工作平臺的始端的送膜輥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)通過在載體銅箔上先后完成氧化石墨烯溶液的預(yù)定軌跡涂覆、激光還原石墨烯、隔膜材料的涂覆和固化、正極材料的涂覆和固化、正極匯流材料的涂覆和固化，從而完成石墨烯電池的制造，可實現(xiàn)單個單體石墨烯電池、多個單體石墨烯電池，甚至多規(guī)格多型號單體石墨烯電池的制造，結(jié)構(gòu)合理，靈活可控，制造簡單快捷，生產(chǎn)成本低，采用溶劑溶液的方式生產(chǎn)制造，其工況平和無污染。下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本專利技術(shù)作進一步的詳細描述：【附圖說明】圖1為本專利技術(shù)實施例的立體示意圖；圖2為本專利技術(shù)實施例中位移機構(gòu)的立體示意圖；圖3為本專利技術(shù)實施例中氧化石墨烯溶液噴頭、隔膜材料噴頭、正極材料噴頭、正極匯流材料噴頭、激光陣鏡設(shè)備、清洗噴頭的立體示意圖。【具體實施方式】一種基于激光陣鏡制備石墨烯電池的設(shè)備，如圖1、2、3所示，其包括有機架10，在所述的機架10上設(shè)有工作平臺20；還包括有設(shè)于機架10上的氧化石墨烯溶液涂覆設(shè)備、隔膜材料涂覆設(shè)備、正極材料涂覆設(shè)備、正極匯流材料涂覆設(shè)備、激光陣鏡設(shè)備75、清洗設(shè)備，以及干燥設(shè)備；還包括有設(shè)于機架10上的可尋址位移機構(gòu)，所述的氧化石墨烯溶液涂覆設(shè)備、隔膜材料涂覆設(shè)備、正極材料涂覆設(shè)備、正極匯流材料涂覆設(shè)備、清洗設(shè)備均與位移機構(gòu)連接且可于位移機構(gòu)控制下移動至工作平臺20上方的任意位置；所述的干燥設(shè)備可熱輻射至工作平臺上；所述的激光陣鏡設(shè)備75包括有激光發(fā)射器、X-Y光學掃描頭和光學反射鏡片；還包括有上膜設(shè)備，所述的上膜設(shè)備包括有設(shè)于機架10一側(cè)的用于放置載體銅箔卷的膜架30，以及設(shè)于工作平臺20的始端的送膜輥40。在具體工作時，先將一載體銅箔80作為基體置于工作平臺20上，本實施例中，卷成筒狀的載體銅箔卷50通過送膜輥40送料平鋪于工作平臺20上；然后位移機構(gòu)控制氧化石墨烯溶液涂覆設(shè)備于載體銅箔80上進行涂覆工作，將氧化石墨烯溶液涂覆于載體銅箔80上；在完成涂覆后，載體銅箔80表面的氧化石墨烯溶液受到干燥設(shè)備的熱輻射干燥成氧化石墨烯層；接著，所述的激光陣鏡設(shè)備75控制激光照射軌跡對載體銅箔80表面的氧化石墨烯層按照預(yù)設(shè)的路線對氧化石墨烯層進行激光照射，將一定軌跡上的氧化石墨烯還原成石墨烯，這樣就完成了對負電極和極耳的石墨烯層刻畫成型，形成了石墨烯態(tài)的負極層和極耳層，由于負電極和極耳的軌跡形態(tài)可以預(yù)先設(shè)定，因此，可以在載體銅箔80上完成不同型號電池的成型刻畫，同時也可以在載體銅箔80上完成多個單體電池的成型刻畫；在負極層和極耳層刻畫成型后，位移機構(gòu)控制清洗設(shè)備清洗掉載體銅箔80上多余的氧化石墨烯層；之后，位移機構(gòu)控制隔膜材料涂覆設(shè)備對載體銅箔80表面進行隔膜材料的涂覆，這樣在載體銅箔80上石墨烯層表面和非石墨烯層表面均涂覆有隔膜材料；然后再由所述的激光陣鏡設(shè)備75控制激光照射軌跡對載體銅箔80表面進行激光照射，照射的軌跡沿負電極和極耳的軌跡方向，這樣在石墨烯態(tài)的負極層和極耳層上的隔膜材料受激光照射后被固定下來，形成隔膜層；然后再由位移機構(gòu)控制清洗設(shè)備對載體銅箔80表面進行清洗，將液態(tài)的、未固化的隔膜材料清洗完全；接著，由位移機構(gòu)控制正極材料涂覆設(shè)備沿預(yù)設(shè)的負電極和極耳的軌跡方向進行涂覆，將正極材料涂覆在隔膜層上方，再由所述的激光陣鏡設(shè)備75控制激光照射軌跡對正極材本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種基于激光陣鏡制備石墨烯電池的設(shè)備，其特征在于，其包括有機架，在所述的機架上設(shè)有工作平臺；還包括有設(shè)于機架上的氧化石墨烯溶液涂覆設(shè)備、隔膜材料涂覆設(shè)備、正極材料涂覆設(shè)備、正極匯流材料涂覆設(shè)備、激光陣鏡設(shè)備、清洗設(shè)備，以及干燥設(shè)備；還包括有設(shè)于機架上的可尋址位移機構(gòu)，所述的氧化石墨烯溶液涂覆設(shè)備、隔膜材料涂覆設(shè)備、正極材料涂覆設(shè)備、正極匯流材料涂覆設(shè)備、清洗設(shè)備均與位移機構(gòu)連接且可于位移機構(gòu)控制下移動至工作平臺上方的任意位置；所述的干燥設(shè)備可熱輻射至工作平臺上；所述的激光陣鏡設(shè)備包括有激光發(fā)射器、X?Y光學掃描頭和光學反射鏡片。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于激光陣鏡制備石墨烯電池的設(shè)備，其特征在于，其包括有機架，在所述的機架上設(shè)有工作平臺；還包括有設(shè)于機架上的氧化石墨烯溶液涂覆設(shè)備、隔膜材料涂覆設(shè)備、正極材料涂覆設(shè)備、正極匯流材料涂覆設(shè)備、激光陣鏡設(shè)備、清洗設(shè)備，以及干燥設(shè)備；還包括有設(shè)于機架上的可尋址位移機構(gòu)，所述的氧化石墨烯溶液涂覆設(shè)備、隔膜材料涂覆設(shè)備、正極材料涂覆設(shè)備、正極匯流材料涂覆設(shè)備、清洗設(shè)備均與位移機構(gòu)連接且可于位移機構(gòu)控制下移動至工作平臺上方的任意位置；所述的干燥設(shè)備可熱輻射至工作平臺上；所述的激光陣鏡設(shè)備包括有激光發(fā)射器、X-Y光學掃描頭和光學反射鏡片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光陣鏡制備石墨烯電池的設(shè)備，其特征在于，所述的位移機構(gòu)包括有控制設(shè)備，以及與控制設(shè)備連接由控制設(shè)備控制移動的移動臺架；所述的移動臺架包括有設(shè)于機架上可沿工作平臺的一端和另一端之間的行程內(nèi)來回運動的縱向運動架，以及設(shè)于縱向運動架上可垂直于縱向運動架的行徑路線作往復(fù)運動的平伸架臺。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于激光陣鏡制備石墨烯電池的設(shè)備，其特征在于，所述的氧化石墨烯溶液涂覆設(shè)備包括有用于儲存氧化石墨烯溶液的第一容器和氧化石墨烯溶液噴頭，所述的第一容器和氧化石墨烯溶液噴頭之間通過管道連接，所述的氧化石墨烯溶液噴頭設(shè)于平伸架臺上。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于激光陣鏡制備石墨烯電池的設(shè)備，其特征在于，所述的隔膜材料涂覆設(shè)備包括有用于儲存隔膜材料的第二...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王奉瑾，
申請(專利權(quán))人：王奉瑾，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44