一种锂离子电池隔膜及其制备方法和涂布装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种锂离子电池隔膜及其制备方法和涂布装置，所述涂布装置包括转向辊、第一涂布头、第二涂布头及悬浮烘箱；所述第一涂布头和第二涂布头分布于基膜的两侧，用于分别涂覆基膜的第一面和第二面；悬浮烘箱的后段安装有传动辊；将基膜由放卷辊放入后，经过转向辊传递至悬浮烘箱，传递过程中由第一涂布头涂覆基膜的第一面，由第二涂布头涂覆基膜的第二面，形成双面涂覆的隔膜；隔膜进入所述悬浮烘箱后，先进行悬浮烘干，再在传动辊支撑下进行烘干。本发明专利技术采用“双面涂覆‑烘箱烘烤”的模式实现一次涂覆成型，保证隔膜双面的一致性，提升涂布均匀性、精度和质量，减少失效区，提高隔膜的吸液保液能力，从而减少膜面缺陷导致的短路、断路问题。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池隔膜及其制备方法和涂布装置
本专利技术涉及锂离子电池
，特别是涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法和涂布装置。
技术介绍
随着科学技术的发展以及人民物质文化生活水平的提高，人们对电池的需求量越来越大，对电池的性能的要求也越来越高。特别是随着空间技术的发展和军事装备的需求，信息和微电子工业的迅猛发展所带来的大量工业用、民用、医用便携式电子产品的问世，电动汽车的研制和开发，以及环境保护意识的增强，人们对体积小，重量轻，高能量，安全可靠，无污染，可反复充电使用的电池的需求更加迫切。锂离子电池就是在这种形式下迅速发展起来的新型高能二次电池。在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。现今，锂电池隔膜的涂布成为了影响到隔膜产能的主要原因，涂布过程直接影响隔膜的各项性能，特别是表面性能。国内的涂覆设备一般最快可达到每分钟25米，一旦速度达到每分钟30米就会严重影响涂覆的均匀性，能效极低。虽然双面涂覆已经有相应工艺与专用设备出现，但常用的双面涂覆设备仍是单面涂覆为主，先涂单面然后过风箱，再涂另一面接着过风箱，但是这种涂覆方法的效率仍然低下，与传统的单面涂覆无异，其改进仅仅是减小了操作复杂性，所耗时与效率仍难以有质的提升。此外，在成熟的浆料制备工艺中，几乎所有涂布浆料在制备过程中使用了大量成本较高、污染严重、具有强腐蚀性、毒性较大或影响人体机能的有机溶剂，给环境带来较大负担，且成本较大，对于生产安全也造成了一定威胁。专利技术内容鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池隔膜及其制备方法和涂布装置，用于解决现有技术中“单面涂覆-烘箱烘干-单面涂覆-烘箱烘干”的双面涂覆模式存在膜面涂布不均，涂布精度低，膜面质量差等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种锂离子电池隔膜涂布装置，所述涂布装置至少包括：至少两个转向辊、至少一组第一涂布头、至少一组第二涂布头以及悬浮烘箱；所述转向辊设置在基膜经过的路径上，所述第一涂布头设置于所述悬浮烘箱和所述转向辊之间；或者所述第一涂布头设置于所述转向辊之间；所述第二涂布头设置于所述悬浮烘箱和所述转向辊之间；所述第一涂布头和第二涂布头分布于所述基膜的两侧，用于分别涂覆所述基膜的第一面和第二面；所述悬浮烘箱的后段安装有传动辊；将基膜由放卷辊放入后，经过所述转向辊传递至所述悬浮烘箱，传递过程中由所述第一涂布头涂覆所述基膜的第一面，由所述第二涂布头涂覆所述基膜的第二面，形成双面涂覆的隔膜；所述隔膜进入所述悬浮烘箱后，先进行悬浮烘干，再在所述传动辊支撑下进行烘干。作为本专利技术锂离子电池隔膜涂布装置的一种优化的方案，每组所述第一涂布头包括至少两个第一子涂布头；每组所述第二涂布头包括至少两个第二子涂布头。作为本专利技术锂离子电池隔膜涂布装置的一种优化的方案，所述第一涂布头包括喷涂涂布头及凹辊涂布头中的一种，所述第二涂布头包括喷涂涂布头。作为本专利技术锂离子电池隔膜涂布装置的一种优化的方案，所述第一涂布头的喷涂方向与所述基膜表面之间的角度介于45°～135°之间，所述第二涂布头的喷涂方向与所述基膜表面之间的角度介于45°～135°之间。作为本专利技术锂离子电池隔膜涂布装置的一种优化的方案，通过所述转向辊调整所述隔膜进入所述悬浮烘箱的角度，所述隔膜的进入方向与所述悬浮烘箱的入口的法线方向之间的夹角介于-15°～15°之间。作为本专利技术锂离子电池隔膜涂布装置的一种优化的方案，所述悬浮烘箱中，进行悬浮烘干的路径长度与在所述传动辊支撑下进行烘干的路径长度之比介于2：1至5：1之间。作为本专利技术锂离子电池隔膜涂布装置的一种优化的方案，所述悬浮烘箱中，进行悬浮烘干的路径长度介于30米～50米之间。本专利技术还提供一种锂离子电池隔膜的制备方法，所述制备方法至少包括：1)将聚合物和增稠剂混合，再加入粘结剂，搅拌，形成浆液，其中，所述粘结剂和所述增稠剂形成的混合物包覆所述聚合物；2)将所述浆液加入水中，搅拌，形成均匀的水性涂覆浆料；3)提供基膜，利用权利要求1～7任一项所述的涂布装置将所述水性涂覆浆料涂覆于所述基膜的双面，烘干，获得所述锂离子电池隔膜。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述聚合物包括聚环氧乙烯、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、氟化橡胶中的一种或两种的混合物。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述增稠剂包括甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚丙烯酸中的一种或两种或三种的混合物。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述粘结剂包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羧基丁苯胶乳、聚酯胺、苯乙烯类热塑性弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、弹性体改性聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈、氟化橡胶中的一种或两种或三种的混合物。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述聚合物与所述增稠剂的质量之比介于1：2至1：5之间，所述粘结剂的质量占所述水性涂覆浆料固含量的5％至35％，所述水的质量占所述水性涂覆浆料总质量的70％至95％。本专利技术另提供一种利用上述制备方法制备获得的锂离子电池隔膜。如上所述，本专利技术的锂离子电池隔膜及其制备方法和涂布装置，具有以下有益效果：1、本专利技术提供的涂布装置，可以实现全新的“双面涂覆-烘箱烘烤”技术模式，该涂布装置进行涂覆获得的涂布膜具有涂布均匀，涂布精度高，膜面质量好的特点。2、本专利技术利用悬浮烘箱的悬浮烘干作用，避免了双面涂覆时膜面浆料未干，传动辊会刮花膜面，影响到膜面涂覆的问题。3、本专利技术利用水为主要溶剂，涂覆成本更低廉，安全性更高，极大的减少了使用有机溶剂带来的有毒有害、影响人体机能、成本高、污染重、回收繁琐等诸多问题。4、本专利技术在基膜表面涂覆形成的是聚合物涂层，聚合物涂层成本低，并且聚合物以颗粒状分布在基膜表层，可提升膜与正负极间的接触与粘接性能，从而减少界面电阻，电池性能。附图说明图1为本专利技术锂离子电池隔膜涂布装置的其中一种实施方式的整体示意图。图2为本专利技术锂离子电池隔膜涂布装置的又一种实施方式的整体示意图。图3为本专利技术锂离子电池隔膜涂布装置中悬浮烘箱的实施结构示意图。图4为本专利技术锂离子电池隔膜涂布装置中悬浮烘箱的又一实施结构示意图。图5为本专利技术中实施例1、实施例2与对比例1的结果对比图。图6为本专利技术实施例1中膜面的扫描电镜照片。图7为本专利技术实施例2中膜面的扫描电镜照片。图8为本专利技术对比例1中膜面的扫描电镜照片。元件标号说明1转向辊11第一转向辊12第二转向辊13第三转向辊2第一涂布头3第二涂布头4悬浮烘箱5传动辊6放卷辊7张力辊8基膜、隔膜9烘箱鼓风口具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池隔膜涂布装置，其特征在于，所述涂布装置至少包括：至少两个转向辊、至少一组第一涂布头、至少一组第二涂布头以及悬浮烘箱；所述转向辊设置在基膜经过的路径上，所述第一涂布头设置于所述悬浮烘箱和所述转向辊之间；或者所述第一涂布头设置于所述转向辊之间；所述第二涂布头设置于所述悬浮烘箱和所述转向辊之间；所述第一涂布头和第二涂布头分布于所述基膜的两侧，用于分别涂覆所述基膜的第一面和第二面；所述悬浮烘箱的后段安装有传动辊；将所述基膜由放卷辊放入后，经过所述转向辊传递至所述悬浮烘箱，传递过程中由所述第一涂布头涂覆所述基膜的第一面，由所述第二涂布头涂覆所述基膜的第二面，形成双面涂覆的隔膜；所述隔膜进入所述悬浮烘箱后，先进行悬浮烘干，再在所述传动辊支撑下进行烘干。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜涂布装置，其特征在于，所述涂布装置至少包括：至少两个转向辊、至少一组第一涂布头、至少一组第二涂布头以及悬浮烘箱；所述转向辊设置在基膜经过的路径上，所述第一涂布头设置于所述悬浮烘箱和所述转向辊之间；或者所述第一涂布头设置于所述转向辊之间；所述第二涂布头设置于所述悬浮烘箱和所述转向辊之间；所述第一涂布头和第二涂布头分布于所述基膜的两侧，用于分别涂覆所述基膜的第一面和第二面；所述悬浮烘箱的后段安装有传动辊；将所述基膜由放卷辊放入后，经过所述转向辊传递至所述悬浮烘箱，传递过程中由所述第一涂布头涂覆所述基膜的第一面，由所述第二涂布头涂覆所述基膜的第二面，形成双面涂覆的隔膜；所述隔膜进入所述悬浮烘箱后，先进行悬浮烘干，再在所述传动辊支撑下进行烘干。2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜涂布装置，其特征在于：每组所述第一涂布头包括至少两个第一子涂布头；每组所述第二涂布头包括至少两个第二子涂布头。3.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜涂布装置，其特征在于：所述第一涂布头包括喷涂涂布头及凹辊涂布头中的一种，所述第二涂布头包括喷涂涂布头。4.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜涂布装置，其特征在于：所述第一涂布头的喷涂方向与所述基膜表面之间的角度介于45°～135°之间，所述第二涂布头的喷涂方向与所述基膜表面之间的角度介于45°～135°之间。5.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜涂布装置，其特征在于：通过所述转向辊调整所述隔膜进入所述悬浮烘箱的角度，所述隔膜的进入方向与所述悬浮烘箱的入口的法线方向之间的夹角介于-15°～15°之间。6.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜涂布装置，其特征在于：所述悬浮烘箱中，进行悬浮烘干的路径长度与在所述传动辊支撑下进行烘干的路径...

【专利技术属性】
技术研发人员：程跃，倪靖，陈永乐，
申请(专利权)人：上海恩捷新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31