一种微孔薄膜表面沉积装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种微孔薄膜表面沉积工装置及方法，涉及二次电池用隔膜制造领域。本申请通过在箱体内划分若干不同的区域，并在不同区域中通入特定气体，使微孔薄膜在穿过箱体的移动过程中，第一通气管、第一通气管对微孔薄膜表面的不同部分同时进行通气，即可实现一种连续、高效的ALD处理方式。

A device and method for depositing microporous film surface

【技术实现步骤摘要】
一种微孔薄膜表面沉积装置及方法
本申请涉及二次电池用隔膜制造领域，特别涉及到一种微孔薄膜表面沉积装置及方法。
技术介绍
目前，采用液体电解液的二次电池体系如锂离子电池等需要采用隔膜材料阻隔正负极，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结构的聚合物膜或无纺布。电解液存在于微孔结构中，实现离子在正负极之间的传导。为了提高隔膜材料的耐热性和电化学性能，市场上大多数采用PP/PE微孔膜上涂覆氧化物颗粒形成陶瓷层并得到了一定的改善，但涂覆的陶瓷层厚度一般为1-4um，且大多涉及到无机微纳米颗粒与隔膜聚合物之间的粘结、微纳米颗粒物的团聚及隔膜多孔性的保持问题，存在无法避免的技术缺陷，为克服上述缺陷，提出一种通过沉积方式在隔膜表面沉积氧化物的方法。如公开号为CN106960933A的中国专利申请，公开了一种“耐热性及关闭特性优异的二次电池用隔膜”，该技术方案通过在高分子基材的至少一个表面上通过原子层沉积法(ALD)形成耐热涂层，克服了涂覆工艺的缺陷，能够实现隔膜耐热性的提高及关闭特性的提高，从而能够提高电池安全性。但是，在该技术方案中，是通过现有的ALD设备对基材进行处理，且不同气相前驱体交替地通入反应器在基材上进行化学吸附并反应形成沉积膜，即对基材需要进行多次原子沉积以形成均匀稳定的耐热涂层。因此，现有技术中缺少一种专门应用于微孔薄膜材料的沉积设备，不能进行连续的、高效的沉积处理。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种微孔薄膜表面沉积设备及方法，用于在二次电池用隔膜材料表面沉积氧化物。为实现上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：一种微孔薄膜表面沉积装置，包括：箱体，微孔薄膜从该箱体中部穿过，箱体具有若干第一区域和若干第二区域，第一区域和第二区域交替设置；若干通气管，该通气管均匀分布在微孔薄膜的上方，通气管插入箱体，通气管连接气源，通气管用于向微孔薄膜表面通气，通气管包括：第一通气管，该第一通气管设置在第一区域内，第一通气管用于向箱体内通入第一反应气体；第二通气管，该第二通气管设置在第二区域内，第二通气管用于向箱体内通入第二反应气体。在上述技术方案中，本申请实施例通过在箱体内划分若干不同的区域，并在不同区域中通入特定气体，使微孔薄膜在穿过箱体的移动过程中，第一通气管、第一通气管对微孔薄膜表面的不同部分同时进行通气，即可实现多次ALD循环。进一步地，根据本申请实施例，其中，上述箱体还包括若干第三区域，第三区域设置在任意一对的第一区域和第二区域之间。进一步地，根据本申请实施例，其中，上述通气管还包括第三通气管，第三通气管设置在第三区域内，第三通气管用于向箱体内通入非反应气体。进一步地，根据本申请实施例，其中，上述通气管与微孔薄膜表面之间的距离为0.2-2cm。进一步地，根据本申请实施例，其中，箱体还包括红外线加热装置，该红外线加热装置对箱体内部进行加热，保证箱体内的第一反应气体和第二反应气体的反应温度。进一步地，根据本申请实施例，其中，上述箱体还包括：入口，该入口设置在所述箱体的侧面，入口用将于所述微孔薄膜引入所述箱体；出口，该出口设置在所述箱体的另一侧面，出口与所述入口相对设置，所述出口用于将所述微孔薄膜引出所述箱体。进一步地，根据本申请实施例，其中，上述入口包括第一夹紧辊，该第一夹紧辊用于将微孔薄膜夹紧。进一步地，根据本申请实施例，其中，上述出口包括第二夹紧辊，该第二夹紧辊用于将微孔薄膜夹紧。进一步地，根据本申请实施例，其中，本申请中的微孔薄膜表面沉积装置还包括吸气装置，该吸气装置设置在微孔薄膜的下方，吸气装置用于将箱体内的气体吸出箱体。进一步地，根据本申请实施例，其中，上述吸气装置包括：吸气管，该吸气管对准微孔薄膜表面，用于吸收所述从微孔薄膜上的细孔中穿过的气体，吸气管穿过箱体；吸气泵，该吸气泵设置在箱体外，吸气泵连接吸气管。进一步地，根据本申请实施例，其中，上述吸气管与微孔薄膜表面之间的距离为0.2-2cm。进一步地，根据本申请实施例，其中，上述吸气管的端部为喇叭状。进一步地，根据本申请实施例，其中，本申请中的微孔薄膜表面沉积装置还包括抽真空装置，该抽真空装置连接箱体。此外，本申请实施例还提供了另一技术方案：一种微孔薄膜表面沉积方法，包括：在微孔薄膜穿过箱体的移动过程中，向微孔薄膜表面分多个区域交替通入第一反应气体和第二反应气体，使第一反应气体和第二反应气体在微孔表面反应并形成沉积层。在上述技术方案中，本申请实施例通过进一步地，根据本申请实施例，其中，第一反应气体为金属化合物蒸汽。进一步地，根据本申请实施例，其中，属化合物蒸汽包括选自铝、钙、镁硅、钛及锆中的至少一个金属的金属化合物。进一步地，根据本申请实施例，其中，金属化合物蒸汽为三甲基铝(TMA)。进一步地，根据本申请实施例，其中，第二反应气体为非金属化合物蒸汽。进一步地，根据本申请实施例，其中，第二反应气体包括选自碳、氮、硫及氧中的至少一个的非金属化合物。进一步地，根据本申请实施例，其中，第二反应气体为水蒸气。进一步地，根据本申请实施例，其中，在任意一组第一反应气体和第二反应气体之间，向所述微孔薄膜表面通入非反应气体。进一步地，根据本申请实施例，其中，非反应气体为惰性气体。进一步地，根据本申请实施例，其中，非反应气体为氮气。进一步地，根据本申请实施例，其中，在任一区域中的第一反应气体或第二反应气体的通气量通过调节区域的宽度来控制。进一步地，根据本申请实施例，其中，在任一区域中的非反应气体的通气量通过调节区域的宽度来控制。进一步地，根据本申请实施例，其中，上述微孔薄膜的移动速度10米/分钟-120米/分钟。进一步地，根据本申请实施例，其中，在向微孔薄膜通入第一反应气体和第二反应气体的同时，在微孔薄膜下方，将多余未反应的第一反应气体和第二反应气体通过吸气装置排出箱体。进一步地，根据本申请实施例，其中，箱体内保持真空环境，真空度为10-7mTorr(毫托)-100Torr(托)。其次，本申请实施例还公开了一种微孔薄膜，采用上述的一种微孔薄膜表面沉积方法制成。最后，本申请实施例还公开了一种二次电池，具有上述的一种微孔薄膜。与现有技术相比，本申请具有以下技术效果：本申请实施例通过通过在箱体内划分若干不同的区域，并在不同区域中通入特定气体，使微孔薄膜在穿过箱体的移动过程中，第一通气管、第一通气管对微孔薄膜表面的不同部分同时进行通气，即可实现一种连续、高效的ALD处理方式。附图说明下面结合附图和实施例对本申请进一步说明。图1是本申请一种微孔薄膜表面沉积装置的结构示意图。图2是图1的局部剖视图。图3是本申请中区域划分示意图。附图中1、通气管2、箱体3、微孔薄膜4、导向轴5、吸气管6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微孔薄膜表面沉积装置，包括：/n箱体，所述微孔薄膜从所述箱体中部穿过，所述箱体具有若干第一区域和若干第二区域，所述第一区域和所述第二区域交替设置；/n若干通气管，所述通气管均匀分布在所述微孔薄膜的上方，所述通气管插入所述箱体，所述通气管用于连接气源并向所述微孔薄膜表面通气，所述通气管包括：/n第一通气管，所述第一通气管设置在所述第一区域内，所述第一通气管用于向所述箱体内通入第一反应气体；/n第二通气管，所述第二通气管设置在所述第二区域内，所述第二通气管用于向所述箱体内通入第二反应气体。/n

【技术特征摘要】
1.一种微孔薄膜表面沉积装置，包括：
箱体，所述微孔薄膜从所述箱体中部穿过，所述箱体具有若干第一区域和若干第二区域，所述第一区域和所述第二区域交替设置；
若干通气管，所述通气管均匀分布在所述微孔薄膜的上方，所述通气管插入所述箱体，所述通气管用于连接气源并向所述微孔薄膜表面通气，所述通气管包括：
第一通气管，所述第一通气管设置在所述第一区域内，所述第一通气管用于向所述箱体内通入第一反应气体；
第二通气管，所述第二通气管设置在所述第二区域内，所述第二通气管用于向所述箱体内通入第二反应气体。


2.根据权利要求1所述的一种微孔薄膜表面沉积装置，其中，所述箱体还包括：
若干第三区域，所述第三区域设置在任意一对的所述第一区域和所述第二区域之间。


3.根据权利要求2所述的一种微孔薄膜表面沉积装置，其中，所述通气管还包括：
第三通气管，所述第三通气管设置在所述第三区域内，所述第三通气管用于向所述箱体内通入非反应气体。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种微孔薄膜表面沉积装置，其中，所述通气管与所述微孔薄膜表面之间的距离为0.2-2cm。


5.根据权利要求1所述的一种微孔薄膜表面沉积装置，其中，所述箱体还包括：
红外线加热装置，所述红外线加热装置对箱体内部进行加热，保证所述箱体内的所述第一反应气体和所述第二反应气体的反应温度。


6.根据权利要求1所述的一种微孔薄膜表面沉积装置，其中，所述箱体还包括：
入口，所述入口设置在所述箱体的侧面，所述入口用将于所述微孔薄膜引入所述箱体；
出口，所述出口设置在所述箱体的另一侧面，所述出口与所述入口相对设置，所述出口用于将所述微孔薄膜引出所述箱体。


7.根据权利要求6所述的一种微孔薄膜表面沉积装置，其中，所述入口包括：
第一夹紧辊，所述第一夹紧辊用于将所述微孔薄膜夹紧。


8.根据权利要求6所述的一种微孔薄膜表面沉积装置，其中，所述出口包括：
第二夹紧辊，所述第二夹紧辊用于将所述微孔薄膜夹紧。


9.根据权利要求1所述的一种微孔薄膜表面沉积装置，其中，所述微孔薄膜表面沉积装置还包括：
吸气装置，所述吸气装置设置在所述微孔薄膜的下方，所述吸气装置用于将箱体内的气体吸出箱体。


10.根据权利要求9所述的一种微孔薄膜表面沉积装置，其中，所述吸气装置包括：
吸气管，所述吸气管对准所述微孔薄膜表面，用于吸收所述从所述微孔薄膜上的细孔中穿过的气体，所述吸气管插入所述箱体；
吸气泵，所述吸气泵设置在所述箱体外，所述吸气泵连接所述吸气管。


11.根据权利要求10所述的一种微孔薄膜表面沉积装置，其中，所述吸气管与所述微孔薄膜表面之间的距离为0.2-2cm。


12.根据权利要求10所述的一种微孔薄膜表面沉积装置，其中，所述吸气管的端部为喇叭状。

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓明，魏凤杰，
申请(专利权)人：江苏卓高新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32