[发明专利]锂离子电池隔膜的制造装置及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池隔膜的制造装置及制造方法，特别是一种具有陶瓷涂层的锂离子陶瓷隔膜的制造装置及制造方法。

背景技术

聚烯烃材料具有强度高、耐酸碱腐蚀性好、防水、耐化学试剂、生物相容性好、无毒性等优点，在众多领域得到了广泛的应用。当前，商品化的液态锂离子电池大多使用微孔聚烯烃隔膜，因为聚烯烃隔膜在合理的成本范围内可以提供良好的机械性能和化学稳定性，而且具有高温自闭性能，可以确保锂离子电池在日常使用上的安全性。目前市场上普遍使用的锂电池隔膜主要是聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜以及聚乙烯和聚丙烯的复合隔膜三种。而对于高功率高能量动力电池和大容量3C电池来说，这类电池对安全性要求很高，上述三种聚烯烃隔膜存在与电解液的浸润性能差、高温下的热稳定性差、不耐高压氧化等缺点，单独使用聚烯烃隔膜已无法满足使用要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种锂离子电池隔膜的制造装置及制造方法，其陶瓷涂布速度快、效率高、生产成本低。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种锂离子电池隔膜的制造装置，包括用于萃取成膜溶剂形成聚烯烃微孔膜的萃取单元和用于将隔膜干燥和消除内应力的热定型单元，它还包括设置于所述萃取单元和热定型单元之间的用于在聚烯烃微孔膜上涂覆一层陶瓷层的陶瓷涂布单元，所述陶瓷涂布单元的输入端与所述萃取单元的输出端相接，所述陶瓷涂布单元的输出端与所述热定型单元的输入端相接。

优选地，所述陶瓷涂布单元包括机架、可绕自身轴心线转动地设置于所述机架上的涂布辊、设置于所述机架上的用于去除所述涂布辊上多余的涂布液的刮刀、用于将膜导入和导出陶瓷涂布单元的导辊、储存有涂布液的料筒、用于将涂布液转移至所述涂布辊上的料盒、用于将所述料筒中的涂布液输送至所述料盒的供料泵，所述涂布辊水平设置，所述涂布辊的下部与所述料盒中的涂布液相接触，所述导辊将聚烯烃微孔膜导引至所述涂布辊并与涂布辊的圆周面相接触，所述涂布辊的转动方向与聚烯烃微孔膜在所述涂布辊上的输送方向相反。

更优选地，所述涂布辊的圆周面上开设有多条凹槽，所述凹槽相交错呈网状。

更优选地，聚烯烃微孔膜与所述涂布辊的上部相接触，所述刮刀位于所述涂布辊的侧方，且所述涂布辊依次经过所述料盒、聚烯烃微孔膜、所述刮刀。

一种采用上述的制造装置制造锂离子电池隔膜的制造方法，它依次包括以下步骤：

A将成膜溶剂和聚烯烃熔融混合均匀，通过模头挤出后冷却形成片材；

B将步骤A中的片材纵向和横向拉伸形成薄膜，纵向拉伸比和横向拉伸比均大于4倍，总拉伸比为25~45倍，拉伸温度为90~125℃；

C将步骤B中的薄膜通过有机溶剂萃取出成膜溶剂后干燥形成聚烯烃微孔膜；

D在步骤C中的微孔膜上涂覆一层陶瓷层形成隔膜；

E将步骤D中的隔膜依次经过干燥以消除涂布液中的水分和热定型以消除隔膜的内应力。

优选地，步骤B中，纵向和横向拉伸的拉伸比均大于5倍，拉伸温度为100~120℃。

优选地，所述成膜溶剂为石蜡油，步骤C中，聚烯烃微孔膜中石蜡油的含量小于等于1%，所述有机溶剂为二氯甲烷。

优选地，步骤E中，通过烘箱进行干燥和热定型。

本发明采用上述技术方案，相比现有技术具有如下优点：在锂离子电池隔膜的制造装置中设置陶瓷涂布单元这种在线陶瓷涂覆方式，直接通过陶瓷涂布单元将陶瓷层涂覆在聚烯烃隔膜基材上，然后通过热处理，牵引收卷获得陶瓷涂覆隔膜。一方面通过陶瓷涂覆处理提高了聚烯烃隔膜的耐温性和耐高压氧化性，提高了对电解液的浸润性，另外，在线陶瓷涂覆方式不仅速度快、效率高，可连续地进行涂布生产，极大地降低了成本，而且可以通过在线调整隔膜生产工艺来改变进入陶瓷涂布单元前的聚烯烃隔膜基材的性能，以获得更优的陶瓷隔膜。

附图说明

图1为本发明的锂离子电池隔膜的制造装置的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明的锂离子电池隔膜的制造装置的俯视图。