[发明专利]制备一体化锂电池极板隔膜的装置及方法

权利要求书

1.一种制备一体化锂电池极板隔膜的装置，由储液装置，静电纺丝浆料，计量输液泵，多针喷头，高压直流电源，带有加热系统的收卷滚轴，带有加热系统的放卷滚轴，带加热系统的对辊碾压系统，电池极板，溶剂回收，温度控制装置，机械控制组成；其特征在于：多针喷头通过喷头座及输液管与储液装置连接在一起；收卷装置、放卷装置和对滚碾压装置固定在壳体上；对滚碾压装置靠近收卷装置一侧，距离放卷装置距离不小于1m；收卷装置以及放卷装置形成的平面与水平面成5~45°夹角。

2.一种制备一体化锂电池极板隔膜的方法，其特征在于具体的步骤是：首先配置好纺丝溶液，加入到储液装置中，使用高压直流电源在多针喷头与收卷滚轴、放卷滚轴之间形成正高压或负高压，并将收卷滚轴与放卷滚轴接地；计量输液泵将静电纺丝浆料从储液装置中输送到多针喷头，静电纺丝浆料通过针尖在高电压作用下喷出，形成丝状纤维喷涂在电池极板上；在收卷滚轴与放卷滚轴的温度下，浆料中的有机溶剂逐渐挥发，形成纳米纤维隔膜；之后将涂覆有隔膜的极板输送到对辊碾压系统下进行滚压，滚压温度为25~60℃，以增大纳米纤维隔膜与极板之间的结合力，使隔膜极板牢固结合在一起，形成隔膜/极板一体化电池极板。

3.根据权利要求2所述的一种制备一体化锂电池极板隔膜的方法，其特征在于所述的多针喷头是由单排多针喷头或者集阵多针喷头，针尖与针尖之间距离在10~100mm；针头的孔径在0.8~1.5mm，针的长度在20~50mm。

4.根据权利要求2所述的一种制备一体化锂电池极板隔膜的方法，其特征在于所述的喷丝针头与电极片之间的距离为10~25cm，电压范围在12~25kV，溶液给料速度为，每针5~15ml/h。

5.根据权利要求2所述的一种制备一体化锂电池极板隔膜的方法，其特征在于所述的收卷滚轴与放卷滚轴的温度设定在25~60℃，电极板传送速率为50~300cm/min；对辊碾压设备的滚压转速与极板传送速度相匹配，滚轴之间间距与极板厚度之差为0.1~1.5mm；极板与水平面形成的角度5≤α≤45°。

6.根据权利要求2所述的一种制备一体化锂电池极板隔膜的方法，其特征在于所述的电池极板为锂离子电池正极板和锂离子电池负极板；其中锂离子电池正极板是在铝基材、碳纤维布镀铝基材、镀碳铝箔、铝网、微孔铝箔上涂布有钴酸锂、锰酸锂、三元材料、富锂材料或高电压材料；所述锂离子电池负极板是在铜基材、碳纤维布镀铜基材、镀碳铜箔、铜网、微孔铜箔上涂布有钛酸锂、天然石墨、人造石墨或硅碳材料。

7.根据权利要求2所述的一种制备一体化锂电池极板隔膜的方法，其特征在于所述的静电纺丝浆料中溶剂为丙酮、乙醇或者氮氮二甲基甲酰胺；溶入聚合物为聚偏氟乙烯、聚丙烯腈或者聚四氟乙烯，重量含量为7%~15%，粘度在500~800mPa·S。