[發明專利]鋰離子電池隔膜的制造裝置及制造方法

無效

• 申請號: 201410408814.9
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104183804A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 鄧斌;彭立群
• 申請（專利權）人: 蘇州捷力新能源材料有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池隔膜的制造裝置及制造方法，特別是一種具有陶瓷涂層的鋰離子陶瓷隔膜的制造裝置及制造方法。

背景技術

聚烯烴材料具有強度高、耐酸堿腐蝕性好、防水、耐化學試劑、生物相容性好、無毒性等優點，在眾多領域得到了廣泛的應用。當前，商品化的液態鋰離子電池大多使用微孔聚烯烴隔膜，因為聚烯烴隔膜在合理的成本范圍內可以提供良好的機械性能和化學穩定性，而且具有高溫自閉性能，可以確保鋰離子電池在日常使用上的安全性。目前市場上普遍使用的鋰電池隔膜主要是聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜以及聚乙烯和聚丙烯的復合隔膜三種。而對于高功率高能量動力電池和大容量3C電池來說，這類電池對安全性要求很高，上述三種聚烯烴隔膜存在與電解液的浸潤性能差、高溫下的熱穩定性差、不耐高壓氧化等缺點，單獨使用聚烯烴隔膜已無法滿足使用要求。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種鋰離子電池隔膜的制造裝置及制造方法，其陶瓷涂布速度快、效率高、生產成本低。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種鋰離子電池隔膜的制造裝置，包括用于萃取成膜溶劑形成聚烯烴微孔膜的萃取單元和用于將隔膜干燥和消除內應力的熱定型單元，它還包括設置于所述萃取單元和熱定型單元之間的用于在聚烯烴微孔膜上涂覆一層陶瓷層的陶瓷涂布單元，所述陶瓷涂布單元的輸入端與所述萃取單元的輸出端相接，所述陶瓷涂布單元的輸出端與所述熱定型單元的輸入端相接。

優選地，所述陶瓷涂布單元包括機架、可繞自身軸心線轉動地設置于所述機架上的涂布輥、設置于所述機架上的用于去除所述涂布輥上多余的涂布液的刮刀、用于將膜導入和導出陶瓷涂布單元的導輥、儲存有涂布液的料筒、用于將涂布液轉移至所述涂布輥上的料盒、用于將所述料筒中的涂布液輸送至所述料盒的供料泵，所述涂布輥水平設置，所述涂布輥的下部與所述料盒中的涂布液相接觸，所述導輥將聚烯烴微孔膜導引至所述涂布輥并與涂布輥的圓周面相接觸，所述涂布輥的轉動方向與聚烯烴微孔膜在所述涂布輥上的輸送方向相反。

更優選地，所述涂布輥的圓周面上開設有多條凹槽，所述凹槽相交錯呈網狀。

更優選地，聚烯烴微孔膜與所述涂布輥的上部相接觸，所述刮刀位于所述涂布輥的側方，且所述涂布輥依次經過所述料盒、聚烯烴微孔膜、所述刮刀。

一種采用上述的制造裝置制造鋰離子電池隔膜的制造方法，它依次包括以下步驟：

A將成膜溶劑和聚烯烴熔融混合均勻，通過模頭擠出后冷卻形成片材；

B將步驟A中的片材縱向和橫向拉伸形成薄膜，縱向拉伸比和橫向拉伸比均大于4倍，總拉伸比為25~45倍，拉伸溫度為90~125℃；

C將步驟B中的薄膜通過有機溶劑萃取出成膜溶劑后干燥形成聚烯烴微孔膜；

D在步驟C中的微孔膜上涂覆一層陶瓷層形成隔膜；

E將步驟D中的隔膜依次經過干燥以消除涂布液中的水分和熱定型以消除隔膜的內應力。

優選地，步驟B中，縱向和橫向拉伸的拉伸比均大于5倍，拉伸溫度為100~120℃。

優選地，所述成膜溶劑為石蠟油，步驟C中，聚烯烴微孔膜中石蠟油的含量小于等于1%，所述有機溶劑為二氯甲烷。

優選地，步驟E中，通過烘箱進行干燥和熱定型。

本發明采用上述技術方案，相比現有技術具有如下優點：在鋰離子電池隔膜的制造裝置中設置陶瓷涂布單元這種在線陶瓷涂覆方式，直接通過陶瓷涂布單元將陶瓷層涂覆在聚烯烴隔膜基材上，然后通過熱處理，牽引收卷獲得陶瓷涂覆隔膜。一方面通過陶瓷涂覆處理提高了聚烯烴隔膜的耐溫性和耐高壓氧化性，提高了對電解液的浸潤性，另外，在線陶瓷涂覆方式不僅速度快、效率高，可連續地進行涂布生產，極大地降低了成本，而且可以通過在線調整隔膜生產工藝來改變進入陶瓷涂布單元前的聚烯烴隔膜基材的性能，以獲得更優的陶瓷隔膜。

附圖說明

圖1為本發明的鋰離子電池隔膜的制造裝置的結構示意圖；

圖2為圖1中A處的局部放大圖；

圖3為本發明的鋰離子電池隔膜的制造裝置的俯視圖。