一种可调节的微孔薄膜沉积装置及微孔薄膜、二次电池制造方法及图纸

本申请公开了一种可调节的微孔薄膜表面沉积装置及微孔薄膜、二次电池,涉及二次电池用隔膜制造领域。本申请通过在内筒体内划分若干不同的通气区域，并在不同通气区域内通入特定气体，使薄膜在绕内筒体一周的范围内，分区域成绩从内筒体筒壁上的通气孔透出的反应气体，即可实现多次的ALD循环。此外，本申请通过设置隔板和中心轴，隔板与中心轴滑动连接，使用时能够调节两个隔板之间的距离，进而调整通气区域的宽度，以控制第一反应气体、第二反应气体或非反应气体在不同通气区域的通气量。

【技术实现步骤摘要】
一种可调节的微孔薄膜沉积装置及微孔薄膜、二次电池
本申请涉及二次电池用隔膜制造领域，特别涉及到一种可调节的微孔薄膜沉积装置及微孔薄膜、二次电池。
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装置对基材进行处理，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装置，不能进行连续的、高效的沉积处理，同时，需要对ALD沉积工艺中的通气量进行控制。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种可调节的微孔薄膜沉积装置及使用方法，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：一种可调节的微孔薄膜沉积装置，包括：外筒体；内筒体，该内筒体设置在外筒体内，内筒体与筒体之间形成有反应空间，薄膜穿过反应空间绕所述内筒体一周，内筒体具有：若干通气孔，该通气孔均匀分布内筒体的侧壁上；中心轴，该中心轴设置在内筒体的中心；隔板，该隔板安装在中心轴外周，隔板用于将内筒体和中心轴之间的空间等分为若干通气区域，该若干通气区域包括若干第一通气区域、若干第二通气区域和若干第三通气区域，第一通气区域和第二通气区域交替设置，所述第三通气区域设置在任意一组第一通气区域和第二通气区域之间，隔板与中心轴滑动连接。在上述技术方案中，本申请实施例通过在内筒体内划分若干不同的通气区域，并在不同通气区域内通入特定气体，使薄膜在绕内筒体一周的范围内，分区域成绩从内筒体筒壁上的通气孔透出的反应气体，即可实现多次的ALD循环。此外，本申请实施例通过设置隔板和中心轴，隔板与中心轴滑动连接，使用时能够调节两个隔板之间的距离，进而调整通气区域的宽度，以控制第一反应气体、第二反应气体或非反应气体在不同通气区域的通气量。进一步地，根据本申请实施例，其中，外筒体包括：入口，该入口设置在外筒体的侧壁上；出口，该出口设置在外筒体的侧壁上，出口与入口相邻设置。进一步地，根据本申请实施例，其中，薄膜与所述内筒体之间的距离为0.2-2cm。进一步地，根据本申请实施例，其中，内筒体还包括：颈部；盖体，该盖体设置在颈部上端，盖体上设置有若干通孔，通孔与所述通气区域一一对应；若干通气管，该通气管插装在所述通孔内。进一步地，根据本申请实施例，其中，中心轴为中空结构，隔板上下两端设置有卡槽，卡槽扣在中心轴的筒壁上。进一步地，根据本申请实施例，其中，中心轴的筒壁上设置有若干挡块，挡块分散在隔板之间。进一步地，根据本申请实施例，其中，沉积装置还包括：若干吸气管，该吸气管设置在外筒体的外周，吸气管均匀分布。进一步地，根据本申请实施例，其中，吸气管连接吸气泵。进一步地，根据本申请实施例，其中，沉积装置还包括：红外线加热装置，该红外线加热装置设置在中心轴上。此外，本申请实施例还公开了另一技术方案：一种可调节的微孔薄膜沉积装置的使用方法，包括以下步骤：穿入薄膜，将所述薄膜从外筒体侧壁上的入口穿入，使所述薄膜穿过所述反应空间，绕所述内筒体一周后，从所述外筒体侧壁上的出口穿出；滑动隔板，调整各通气区域的间距；通气，向所述第一通气区域通入第一反应气体，向所述第二通气区域通入第二反应气体，向所述第三区域通入非反应气体；ALD循环，所述薄膜在所述反应空间内移动，使所述薄膜表面的任一部分均可以通过多次所述第一反应气体沉积、所述非反应气体吹扫、所述第二反应气体反应及所述非反应气体再吹扫的来形成具有规定厚度的沉积层，完成ALD循环。进一步地，根据本申请实施例，其中，金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，第二反应气体为水蒸气。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。薄膜的移动速度为10米/分钟-120米/分钟。进一步地，根据本申请实施例，其中，在ALD循环步骤中，通过吸气管7将反应空间内的未沉积或反应的多余其他排出反应空间。进一步地，根据本申请实施例，其中，在通气步骤之前，对反应空间进行抽真空处理，保持真空环境，真空度为10-7mTorr(毫托)-100Torr(托)。进一步地，根据本申请实施例，其中，若位于入口处的通气区域为第一通气区域,则移动隔板，使位于入口处的通气区域的间距小于其他任意通气区域。进一步地，根据本申请实施例，其中，若位于入口处的通气区域为第二通气区域,则移动所述隔板，使位于入口处的通气区域的间距大于其他任意通气区域。其次，本申请实施例还公开了一种微孔薄膜，采用上述的一种基于用于薄膜材料表面沉积的沉积装置的沉积方法制成。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内筒体内划分若干不同的区域，并在不同区域中通入特定气体，使微孔薄膜在穿过反应空间的移动过程中，第一通气区域、第一通气区域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是本申请一种可调节的微孔薄膜表面沉积装置的结构示意图。图2是图1的横向剖视图。图3是图1的纵向剖视图。图4是隔板及中心轴的结构示意图。附图中1、外筒体2、隔膜3、盖体4、通气管5、吸气管6、内筒体7、隔板8、中心轴9、卡槽10、挡块具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本专利技术实施例进行进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调节的微孔薄膜沉积装置，其特征在于，包括：/n外筒体；/n内筒体，所述内筒体设置在所述外筒体内，所述内筒体与所外筒体之间形成有反应空间，所述薄膜穿过所述反应空间绕所述内筒体一周，所述内筒体具有：/n若干通气孔，所述通气孔均匀分布在所内筒体的侧壁上；/n中心轴，所述中心轴设置在所述内筒体的中心；/n隔板，所述隔板安装在所述中心轴外周，所述隔板用于将内筒体和中心轴之间的空间等分为若干通气区域，所述若干通气区域包括若干第一通气区域、若干第二通气区域和若干第三通气区域，所述第一通气区域和所述第二通气区域交替设置，所述第三通气区域设置在任意一组第一通气区域和第二通气区域之间，所述隔板与所述中心轴滑动连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种可调节的微孔薄膜沉积装置，其特征在于，包括：
外筒体；
内筒体，所述内筒体设置在所述外筒体内，所述内筒体与所外筒体之间形成有反应空间，所述薄膜穿过所述反应空间绕所述内筒体一周，所述内筒体具有：
若干通气孔，所述通气孔均匀分布在所内筒体的侧壁上；
中心轴，所述中心轴设置在所述内筒体的中心；
隔板，所述隔板安装在所述中心轴外周，所述隔板用于将内筒体和中心轴之间的空间等分为若干通气区域，所述若干通气区域包括若干第一通气区域、若干第二通气区域和若干第三通气区域，所述第一通气区域和所述第二通气区域交替设置，所述第三通气区域设置在任意一组第一通气区域和第二通气区域之间，所述隔板与所述中心轴滑动连接。


2.根据权利要求1所述的一种可调节的微孔薄膜沉积装置，其特征在于，所述外筒体包括：入口，所述入口设置在所述外筒体的侧壁上；
出口，所述出口设置在所述外筒体的侧壁上，所述出口与所述入口相邻设置。


3.根据权利要求1所述的一种可调节的微孔薄膜沉积装置，其特征在于，所述薄膜与所述内筒体之间的距离为0.2-2cm。


4.根据权利要求1所述的一种可调节的微孔薄膜沉积装置，其特征在于，所述内筒体还包括：颈部；
盖体，所述盖体...

【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：新型
国别省市：江苏;32