[发明专利]锂电池隔膜复合装置及其复合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂电池隔膜复合领域，具体涉及一种锂电池隔膜复合装置及其复合方法。

背景技术

锂离子电池具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应的特征，又具有安全、可靠且能够快速充放电等优点，因此近年来成为了新型电源技术研究的热点。锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜性能的优劣决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环次数以及安全性能等特性，因此获得性能优异的隔膜至关重要。隔膜的主要作用是将电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，具有能使电解质离子通过的功能，还可以在电池过热时，通过闭孔功能来阻隔电池中的电流传导。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。目前市场化的锂电池主要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃隔膜，包括单层PE，单层PP，三层PP/PE/PP复合膜。现有的聚烯烃隔膜生产工艺可按照干法和湿法分为两大类，同时干法又可细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。

随着锂离子电池产业的发展，隔膜材料的需要量大幅度增加。而世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化生产，我国在锂离子电池隔膜的研究和开发方面起步较晚，隔膜在我国虽已有生产，但是各项指标达不到国外的水平，甚至达不到使用的要求。就整体而言，目前国内生产的锂电池隔膜存在微孔尺寸、分布都较为不均匀，且稳定性较差等缺点。

目前，为了得到具有较为均匀的微孔的锂电池隔膜，通常做法是将三层或多层薄膜进行复合，得到较厚的锂离子电池隔膜，这样可以得到综合性能优异的锂电池隔膜。

多层薄膜进行复合时，需要专用复合机进行放卷、辊压、收卷。现有的锂电池隔膜复合机实现了多层隔膜的复合，克服了锂电池隔膜复合时容易起皱，起气泡的缺点，但目前的锂电池隔膜复合装置都是将复卷的多层膜后直接进行辊压复合，辊压复合前三层或多层膜没有经过均匀预热，辊压复合后也没有经过热定型过程，这样生成的三层或多层复合膜的粘结强度不高，复合效果不好，得到的三层或多层复合隔膜达不到锂电池隔膜的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有辊压复合锂电池隔膜的粘接强度不高，复合效果不好的问题，本发明提供一种锂电池隔膜复合装置及其复合方法，将三层或多层膜分别通过放卷装置，辊压装置的预热辊、热压辊、热定型辊、冷却辊合收卷装置，能够很好的实现三层或多层薄膜的均匀辊压复合，压辊通过液压装置控制三层或多层膜辊压压力的大小，能够为三层或多层膜的复合提供较大的压力，保证膜之间的粘结强度足够大。

一种锂电池隔膜复合装置，包括：放卷装置，辊压装置和收卷装置；

所述的放卷装置包括至少两个放卷辊、放卷导辊和方向导辊，所述的放卷导辊用于锂电池隔膜导向至辊压装置，所述的方向导辊用于改变膜导入的方向；

所述的辊压装置包括预热辊、热压辊、热定型辊和冷却辊，所述的预热辊、热压辊、热定型辊和冷却辊依次类平行设置。

进一步的技术方案是：所述的收卷装置包括收卷辊和设置在辊压装置与收卷辊之间的收卷导辊，所述的收卷导辊连接有第二导辊电机，用于驱动收卷导辊。

进一步的技术方案是：所述的放卷导辊连接有第一导辊电机，用于驱动放卷导辊。

进一步的技术方案是：所述的放卷辊和收卷辊分别与伺服电机连接，分别用于驱动放卷辊和收卷辊，通过伺服电机可以控制薄膜的张力大小。

进一步的技术方案是：所述的预热辊为3～7组，每一组预热辊包括预热定辊和预热压辊，所述的预热定辊和预热压辊通过齿轮同步控制；所述的预热压辊与第一气浮恒压装置连接，用于调节间距使预热压辊与预热定辊贴合。预热辊通过旋转接头管道与导热油加热器连接，预热温度通过导热油加热器控制。

进一步的技术方案是：所述的热压辊为1～3组，每一组热压辊包括热压定辊和热压压辊；所述的热压压辊与液压装置连接，用于控制辊压复合压力。

进一步的技术方案是：所述的热定型辊为3～5组，每一组热定型辊包括热定型定辊和热定型压辊；所述的热定型压辊与第二气浮恒压装置连接，用于调节间距使热定型压辊与热定型定辊贴合。所述的热定型定辊和热定型压辊通过齿轮同步控制。

进一步的技术方案是：所述的冷却辊为1～3组，每一组冷却辊包括冷却定辊和冷却压辊。

进一步的技术方案是：所述的预热辊、热压辊、热定型辊和冷却辊均分别通过万向联轴节与驱动电机连接。

一种锂电池隔膜复合方法，包括以下步骤：