[發明專利]一種可調節的微孔薄膜沉積裝置及使用方法

在審

• 申請號: 201910975932.0
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110777367A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 王曉明;魏鳳杰
• 申請（專利權）人: 江蘇卓高新材料科技有限公司
• 主分類號: C23C16/54
• 分類號: C23C16/54;C23C16/455;H01M2/14;H01M2/16;C23C16/40
• 代理公司: 32261 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳筱娟

本申請公開了一種可調節的微孔薄膜表面沉積裝置及使用方法,涉及二次電池用隔膜制造領域。本申請通過在內筒體內劃分若干不同的通氣區域，并在不同通氣區域內通入特定氣體，使薄膜在繞內筒體一周的范圍內，分區域成績從內筒體筒壁上的通氣孔透出的反應氣體，即可實現多次的ALD循環。此外，本申請通過設置隔板和中心軸，隔板與中心軸滑動連接，使用時能夠調節兩個隔板之間的距離，進而調整通氣區域的寬度，以控制第一反應氣體、第二反應氣體或非反應氣體在不同通氣區域的通氣量。

技術領域

本申請涉及二次電池用隔膜制造領域，特別涉及到一種可調節的微孔薄膜沉積裝置及使用方法。

背景技術

目前，采用液體電解液的二次電池體系如鋰離子電池等需要采用隔膜材料阻隔正負極，避免短路。隔膜材料主要包括由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟稀(PTFE)等高分子聚合材料制成的含有微孔結構的聚合物膜或無紡布。電解液存在于微孔結構中，實現離子在正負極之間的傳導。

為了提高隔膜材料的耐熱性和電化學性能，市場上大多數采用PP/PE微孔膜上涂覆氧化物顆粒形成陶瓷層并得到了一定的改善，但涂覆的陶瓷層厚度一般為1-4um，且大多涉及到無機微納米顆粒與隔膜聚合物之間的粘結、微納米顆粒物的團聚及隔膜多孔性的保持問題，存在無法避免的技術缺陷，

為克服上述缺陷，提出一種通過沉積方式在隔膜表面沉積氧化物的方法。如公開號為CN106960933A的中國專利申請，公開了一種“耐熱性及關閉特性優異的二次電池用隔膜”，該技術方案通過在高分子基材的至少一個表面上通過原子層沉積法(ALD)形成耐熱涂層，克服了涂覆工藝的缺陷，能夠實現隔膜耐熱性的提高及關閉特性的提高，從而能夠提高電池安全性。但是，在該技術方案中，是通過現有的ALD裝置對基材進行處理，且不同氣相前驅體交替地通入反應器在基材上進行化學吸附并反應形成沉積膜，即對基材需要進行多次原子沉積以形成均勻穩定的耐熱涂層。因此，現有技術中缺少一種專門應用于微孔薄膜材料的沉積裝置，不能進行連續的、高效的沉積處理，同時，需要對ALD沉積工藝中的通氣量進行控制。

發明內容

本申請的目的是提供一種可調節的微孔薄膜沉積裝置及使用方法，用于在二次電池用隔膜材料表面沉積氧化物。

為實現上述目的，本申請實施例采用以下技術方案：一種可調節的微孔薄膜沉積裝置，包括：外筒體；內筒體，該內筒體設置在外筒體內，內筒體與筒體之間形成有反應空間，薄膜穿過反應空間繞所述內筒體一周，內筒體具有：若干通氣孔，該通氣孔均勻分布內筒體的側壁上；中心軸，該中心軸設置在內筒體的中心；隔板，該隔板安裝在中心軸外周，隔板用于將內筒體和中心軸之間的空間等分為若干通氣區域，該若干通氣區域包括若干第一通氣區域、若干第二通氣區域和若干第三通氣區域，第一通氣區域和第二通氣區域交替設置，所述第三通氣區域設置在任意一組第一通氣區域和第二通氣區域之間，隔板與中心軸滑動連接。

在上述技術方案中，本申請實施例通過在內筒體內劃分若干不同的通氣區域，并在不同通氣區域內通入特定氣體，使薄膜在繞內筒體一周的范圍內，分區域成績從內筒體筒壁上的通氣孔透出的反應氣體，即可實現多次的ALD循環。此外，本申請實施例通過設置隔板和中心軸，隔板與中心軸滑動連接，使用時能夠調節兩個隔板之間的距離，進而調整通氣區域的寬度，以控制第一反應氣體、第二反應氣體或非反應氣體在不同通氣區域的通氣量。

進一步地，根據本申請實施例，其中，外筒體包括：入口，該入口設置在外筒體的側壁上；出口，該出口設置在外筒體的側壁上，出口與入口相鄰設置。

進一步地，根據本申請實施例，其中，薄膜與所述內筒體之間的距離為0.2-2cm。

進一步地，根據本申請實施例，其中，內筒體還包括：頸部；蓋體，該蓋體設置在頸部上端，蓋體上設置有若干通孔，通孔與所述通氣區域一一對應；若干通氣管，該通氣管插裝在所述通孔內。

進一步地，根據本申請實施例，其中，中心軸為中空結構，隔板上下兩端設置有卡槽，卡槽扣在中心軸的筒壁上。