一种锂电池隔离膜的涂布系统及涂布方法技术方案

本发明专利技术公开了一种锂电池隔离膜的涂布系统及涂布方法，该方法包括：配置涂布所需的纺丝原液，并将纺丝原液置于供液料槽中；将隔离膜放置于静电纺丝装置中；采用静电纺丝的方法对隔离膜的表面进行连续喷丝涂布，以得到厚度可控的纤维丝涂层作为隔离膜的功能涂层。通过上述方式，本发明专利技术能以简单的工艺方法在隔离膜表面制备出有均匀孔隙的功能涂层。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池隔离膜的涂布系统及涂布方法
本专利技术涉及锂电池
，尤其是涉及一种锂电池隔离膜的涂布系统及涂布方法。
技术介绍
当前世界主要国家都高度重视新能源领域的技术进步，纷纷加入新能源储能或新能源汽车
锂电池技术无疑在新能源
中扮演着重要的角色。无论是新能源汽车还是其他消费电子设备，使用的锂电池都是由正极片、负极片、隔离膜、电解液及其他部件构件组成。隔离膜将锂电池的正负极片隔离开，防止正负极直接接触造成电子短路。锂电池隔离膜具有多孔结构，允许电解液和锂离子通过却不允许电子导通。锂电池隔离膜的基材有聚乙烯、聚丙烯、PET(Polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PA(Polyamide，聚酰胺)、纤维素等高分子材料。为了提高锂电池的综合性能，隔离膜基材的两面通常都要进行表面处理：比如涂覆陶瓷材料来改善隔离膜的热收缩性能，或者涂覆高分子材料以增加正负极片与隔离膜的粘附性能，进而提高电池的能量密度和安全性。很显然，隔离膜表面的功能涂层非常重要，能显著地影响锂电池的能量密度、充放电速率、高低温性能、安全可靠性等各种性能。隔离膜表面处理的传统方法是：先将陶瓷颗粒、粘结剂或其他功能材料用水或者有机溶剂搅拌成稳定的浆料体系，再用喷雾、转移、浸蘸、流延、凹版印刷或丝网印刷等涂布方法转移到隔离膜的表面，经干燥处理得到表面功能涂层。这些传统的涂布方法各有弊端：喷雾涂布适合对水性浆料进行涂布生产，对油性浆料体系有诸多技术限制(可能发生爆燃等生产事故)；而转移涂布、凹版印刷涂布、丝网印刷涂布、流延涂布难以将涂层材料均匀地分散到隔离层表面，并且难以在涂层中形成均匀分布的孔道，这会阻碍锂离子和电解液在隔离膜体系中的传输，损害锂电池的电化学性能；浸蘸涂布得到的表面涂层是没有孔道的，而且涂层还容易堵塞隔离膜基材的孔道，为此需要增加多道萃取制孔工艺，复杂的制造工艺会显著地增加隔离膜涂层的制造成本。传统涂布方法的技术缺陷严重制约了锂电池综合性能的提升，也越来越不能满足锂电池市场快速扩张的现实要求。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种锂电池隔离膜的涂布系统及涂布方法，能够以简单的工艺方法在隔离膜表面制备出有均匀孔隙的功能涂层。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种锂电池隔离膜的涂布方法，该涂布方法包括：配置涂布所需的纺丝原液，并将所述纺丝原液置于供液料槽中；将所述隔离膜放置于静电纺丝装置中；采用静电纺丝的方法对所述隔离膜的表面进行连续喷丝涂布，以得到厚度可控的纤维丝涂层作为所述隔离膜的功能涂层。其中，配置涂布所需的纺丝原液的步骤包括：根据所述锂电池的技术要求和所述静电纺丝的技术特点确定所述功能涂层中各种功能材料的种类和配比；将功能材料加入水或者有机溶剂中搅拌，配置成均匀稳定的溶液、乳液或者悬浮分散液作为涂布所述的纺丝原液。其中，采用静电纺丝的方法对所述隔离膜的表面进行连续喷丝涂布的步骤之前包括：调整静电纺丝装置的工艺参数，其中，所述工艺参数包括静电纺丝装置中的喷丝端口的电压差、喷丝端口与所述隔离膜的相对位置；所述涂布方法还包括：对所述静电纺丝装置的真空度、环境湿度和环境清洁度进行控制。其中，将所述隔离膜放置于静电纺丝装置中的步骤还包括：将所述隔离膜连续放置于所述静电纺丝装置中。其中，涂布方法还包括：对经过涂布后的隔离膜进行热压、辊压、干燥和/或除静电。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种锂电池隔离膜的涂布系统，该涂布系统包括：配液装置，用于配置涂布所需的纺丝原液，并将所述纺丝原液置于供液料槽中；收放卷张力控制装置，用于将所述隔离膜放置于静电纺丝装置中；静电纺丝装置，用于采用静电纺丝的方法对所述隔离膜的表面进行连续喷丝涂布，以得到厚度可控的纤维丝涂层作为所述隔离膜的功能涂层。其中，配液装置具体根据所述锂电池的技术要求和所述静电纺丝的技术特点确定所述功能涂层中各种功能材料的种类和配比，进一步将功能材料加入水或者有机溶剂中搅拌，配置成均匀稳定的溶液、乳液或者悬浮分散液作为涂布所述的纺丝原液。其中，涂布系统还包括控制器，用于调整静电纺丝装置的工艺参数，进一步用于对所述静电纺丝装置的真空度、环境湿度和环境清洁度进行控制，其中，所述工艺参数包括静电纺丝装置中的喷丝端口的电压差、喷丝端口与所述隔离膜的相对位置。其中，收放卷张力控制装置具体用于将所述隔离膜连续放置于所述静电纺丝装置中。其中，涂布系统还包括：热压设备，用于对经过涂布后的隔离膜进行热压；辊压设备，用于对经过涂布后的隔离膜进行辊压；干燥设备，用于对经过涂布后的隔离膜进行干燥；除电设备，用于对经过涂布后的隔离膜进行除静电。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术提供一种锂电池隔离膜的涂布系统及涂布方法，该方法包括以下步骤：首先配置涂布所需的纺丝原液，并将纺丝原液置于供液料槽中，然后将隔离膜放置于静电纺丝装置中，最后采用静电纺丝的方法对隔离膜的表面进行连续喷丝涂布，以得到厚度可控的纤维丝涂层作为隔离膜的功能涂层。因此，本专利技术能够以简单的工艺方法在隔离膜表面制备出有均匀孔隙的功能涂层。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种锂电池隔离膜的涂布方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的一种锂电池隔离膜的涂布系统的结构示意图。具体实施方式请参阅图1，图1是本专利技术实施例提供的一种锂电池隔离膜的涂布方法的流程图。如图1所示，本实施例的涂布方法包括以下步骤：步骤S1：配置涂布所需的纺丝原液，并将纺丝原液置于供液料槽。本步骤中，具体为根据锂电池的技术要求和静电纺丝的技术特点确定功能涂层中各种功能材料的种类和配比，然后将功能材料加入水或者有机溶剂中搅拌，配置成均匀稳定的溶液、乳液或者悬浮分散液作为涂布的纺丝原液。其中，纺丝原液可以是高分子材料或齐聚物的熔融体，有机材料或无机材料的溶液、乳液或悬浮液，有机、无机物颗粒的分散液，纳米、微米粒子的分散液，也可以是它们的复合体。进一步的，纺丝原液还可以根据实际需要加入各种功能性添加剂。步骤S2：将隔离膜放置于静电纺丝装置中。本步骤中，具体是将隔离膜基材置于静电纺丝装置中，或者将已经做过表面涂层处理的隔离膜置于静电纺丝装置中，作为静电纺丝的收集系统。步骤S3：采用静电纺丝的方法对隔离膜的表面进行连续喷丝涂布，以得到厚度可控的纤维丝涂层作为隔离膜的功能涂层。为了使得涂布的功能涂层更符合要求，本步骤之前还进一步调整静电纺丝装置的工艺参数，其中，工艺参数包括静电纺丝装置中的喷丝端口的电压差、喷丝端口与隔离膜的相对位置。本实施例中，喷丝端口优选是通过一对正、负电极形成，因此，喷丝端口的电压差即为正、负电极间的电压差。进一步的，还对静电纺丝装置的真空度、环境湿度和环境清洁度进行控制。经过上述的参数调整和真空度等的控制后，开启喷丝装置，使得喷丝端口对隔离膜进行连续喷丝涂布，以得到厚度可控的纤维丝涂层，其中，纤维丝涂层的厚度为100nm(纳米)-100um(微米)。其中，功能涂层中的纤维丝的直径取决于纺丝原液的性质和纺丝工艺，波动范围优选在30nm至500nm之间。本实施例的静电纺丝的方法可以精确控制隔离膜的功能涂层的单位面积的涂布重量。进一步的，隔离膜两端连接收放卷张力控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池隔离膜的涂布方法，其特征在于，所述涂布方法包括：配置涂布所需的纺丝原液，并将所述纺丝原液置于供液料槽中；将所述隔离膜放置于静电纺丝装置中；采用静电纺丝的方法对所述隔离膜的表面进行连续喷丝涂布，以得到厚度可控的纤维丝涂层作为所述隔离膜的功能涂层。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池隔离膜的涂布方法，其特征在于，所述涂布方法包括：配置涂布所需的纺丝原液，并将所述纺丝原液置于供液料槽中；将所述隔离膜放置于静电纺丝装置中；采用静电纺丝的方法对所述隔离膜的表面进行连续喷丝涂布，以得到厚度可控的纤维丝涂层作为所述隔离膜的功能涂层。2.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述配置涂布所需的纺丝原液的步骤包括：根据所述锂电池的技术要求和所述静电纺丝的技术特点确定所述功能涂层中各种功能材料的种类和配比；将所述功能材料加入水或者有机溶剂中搅拌，配置成均匀稳定的溶液、乳液或者悬浮分散液作为涂布所述的纺丝原液。3.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述采用静电纺丝的方法对所述隔离膜的表面进行连续喷丝涂布的步骤之前包括：调整静电纺丝装置的工艺参数，其中，所述工艺参数包括静电纺丝装置中的喷丝端口的电压差、喷丝端口与所述隔离膜的相对位置；所述涂布方法还包括：对所述静电纺丝装置的真空度、环境湿度和环境清洁度进行控制。4.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述将所述隔离膜放置于静电纺丝装置中的步骤还包括：将所述隔离膜连续放置于所述静电纺丝装置中。5.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述涂布方法还包括：对经过涂布后的隔离膜进行热压、辊压、干燥和/或除静电。6.一种锂电池隔离膜的涂布系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡菊枝，
申请(专利权)人：武汉丽华楚材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42