[發明專利]鋰電池隔膜涂敷和等離子體改性處理的反應裝置及方法

在審

• 申請號: 202211516118.0
• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115714234A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 王嘉楠;孫世翼;羅驍陽;吳限;崔翔明;廖涵;楊夢云;延衛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/449;H01M50/489
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

1.鋰電池隔膜涂敷和等離子體改性處理的反應裝置，其特征在于，包括：

處理腔，所述處理腔設置有輸送單元、涂敷單元和隔膜堆疊平臺(9)；所述輸送單元用于將鋰電池隔膜輸送至處理腔內部，通過涂敷單元對鋰電池隔膜正面和背面涂敷漿料，涂敷漿料后輸送至隔膜堆疊平臺(9)上展開；

等離子體生成腔(17)，所述等離子體生成腔(17)內設置有放電裝置和加熱裝置(21)；所述放電裝置用于對輸入的原料氣體和惰性氣體進行放電電離，生成等離子體；所述加熱裝置(21)用于加熱等離子體；所述等離子體生成腔(17)與處理腔相連通，用于將加熱后的等離子體輸送至處理腔內與展開在隔膜堆疊平臺(9)上的鋰電池隔膜作用。

2.根據權利要求1所述的鋰電池隔膜涂敷和等離子體改性處理的反應裝置，其特征在于，所述輸送單元包括軋輪(2)、翻轉傳動輪(6)和傳動輪(8)；所述軋輪(2)設置于處理腔的隔膜進入口(1)處，用于為鋰電池隔膜提供輸送動力；所述翻轉傳動輪(6)用于將鋰電池隔膜進行反面；所述隔膜進入口(1)、軋輪(2)、翻轉傳動輪(6)、傳動輪(8)和隔膜堆疊平臺(9)通過傳動帶相連，所述傳動帶用于承載鋰電池隔膜；涂敷單元設置于傳動帶上方，并且設置有兩個涂敷出料口(7)分別正對鋰電池隔膜的正面和背面進行涂敷；涂敷完的鋰電池隔膜通過傳動輪(8)輸送至隔膜堆疊平臺(9)上展開，與高溫等離子體作用。

3.根據權利要求2所述的鋰電池隔膜涂敷和等離子體改性處理的反應裝置，其特征在于，所述軋輪(2)上連接有調速裝置(3)，用于調整鋰電池隔膜的傳送速度。

4.根據權利要求1-3任一項所述的鋰電池隔膜涂敷和等離子體改性處理的反應裝置，其特征在于，所述涂敷單元包括設置于處理腔內的涂敷原料槽(5)，所述涂敷原料槽(5)上連接有液體壓力控制裝置(4)，用于調整漿料的涂敷流量。

5.根據權利要求1所述的鋰電池隔膜涂敷和等離子體改性處理的反應裝置，其特征在于，所述放電裝置包括設置于等離子體生成腔(17)內的放電正極(19)和放電負極(22)，所述放電正極(19)和放電負極(22)分別連接高壓電源(18)的正負極上，高壓電源(18)通過接地線(20)接地。

6.根據權利要求1所述的鋰電池隔膜涂敷和等離子體改性處理的反應裝置，其特征在于，所述等離子體生成腔(17)內設置有氣體反應腔進口(16)，所述氣體反應腔進口(16)通過進氣調節閥門(14)連接原料氣體進口(12)和惰性氣體進口(13)；進氣調節閥門(14)與氣體反應腔進口(16)之間的氣路上設置有氣體流量計(15)。

7.根據權利要求1所述的鋰電池隔膜涂敷和等離子體改性處理的反應裝置，其特征在于，所述處理腔上開設有出氣口(10)以及用于連通等離子體生成腔(17)的等離子體輸送口(11)。

8.一種采用權利要求1所述裝置的鋰電池隔膜涂敷和等離子體改性處理的反應方法，其特征在于，包括以下步驟：

將待改性處理的鋰電池隔膜由隔膜進入口(1)放入，與軋輪(2)接觸，往涂敷原料槽(5)中加入調配完成的涂敷漿料，調節液體壓力控制裝置(4)，使漿料能穩定流量涂敷，調節軋輪(2)連接的調速裝置(3)，使鋰電池隔膜沿著傳動帶勻速運動，在翻轉傳動輪(6)處完成鋰電池隔膜的翻面，以實現鋰電池隔膜的雙層涂敷；

調節進氣調節閥門(14)，調整進入的惰性氣體和原料氣體的比例和流量，通過氣體流量計(15)監測輸入等離子體生成腔(17)的氣體成分；

啟動高壓電源(18)，使等離子體生成腔(17)內產生放電區域，對原料氣體與惰性氣體的混合氣體進行放電以產生等離子體，并通過加熱裝置(21)使制備的等離子體升溫，并使其進入處理腔作用于涂敷過的鋰電池隔膜；

反應過的等離子體和多余廢氣通過處理腔的出氣口(10)排出。