本申請(qǐng)涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠促進(jìn)凝固液與涂布液相互擴(kuò)散的非水系二次電池隔離膜制作設(shè)備。

背景技術(shù)：

非水系二次電池特別是鋰離子二次電池以其能量密度高、倍率性能好等特性，廣泛用于為筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)以及手機(jī)等便攜電子設(shè)備供電。隨著鋰電池技術(shù)的發(fā)展，鋰離子二次電池也可以作為新能源汽車的供電電源。然而在電池充放電的循環(huán)過程中，伴隨著充放電的進(jìn)行，電池內(nèi)部的電極與隔離膜之間會(huì)形成間隙，導(dǎo)致循環(huán)容量減少而影響電池的壽命。現(xiàn)有技術(shù)采用在聚烯烴微多孔隔離膜上，使用聚偏氟乙烯(PVDF)樹脂構(gòu)成粘接性多孔層。在二次電池制作過程中，電極與隔離膜卷繞后進(jìn)行注入電解液封裝，然后進(jìn)行熱壓，利用PVDF樹脂層粘接電極與隔離膜，解決因電池充放電循環(huán)產(chǎn)生的間隙問題。但是由于在粘接性多孔層的形成過程中，凝固液與涂布液相互擴(kuò)散緩慢，不利于涂布液的凝固，進(jìn)而導(dǎo)致形成的粘接性多孔層孔徑較小，在熱壓工藝中，孔徑較小的粘接性多孔層容易出現(xiàn)崩塌，進(jìn)而降低了隔離膜的離子傳導(dǎo)性，增加了電池極化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N非水系二次電池隔離膜制作設(shè)備，其有效解決了現(xiàn)有的隔離膜在制作過程中凝固液與涂布液擴(kuò)散緩慢的問題。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N非水系二次電池隔離膜制作設(shè)備，包括超聲機(jī)構(gòu)和凝固液盛裝機(jī)構(gòu)，所述凝固液盛裝機(jī)構(gòu)用于盛裝凝固液，所述超聲機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述凝固液盛裝機(jī)構(gòu)內(nèi)，當(dāng)所述凝固液盛裝機(jī)構(gòu)內(nèi)盛裝有足夠與導(dǎo)入所述凝固液的隔離膜上的涂布液進(jìn)行相轉(zhuǎn)化的凝固液時(shí)，所述超聲機(jī)構(gòu)位于所述凝固液的液面以下。

優(yōu)選的，還包括導(dǎo)入機(jī)構(gòu)、過渡機(jī)構(gòu)以及導(dǎo)出機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)入機(jī)構(gòu)、所述過渡機(jī)構(gòu)以及所述導(dǎo)出機(jī)構(gòu)用于傳送所述隔離膜，所述導(dǎo)入機(jī)構(gòu)和所述導(dǎo)出機(jī)構(gòu)均高于所述凝固液盛裝機(jī)構(gòu)的開口端設(shè)置，所述過渡機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述凝固液盛裝機(jī)構(gòu)內(nèi)，所述導(dǎo)入機(jī)構(gòu)和所述導(dǎo)出機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述過渡結(jié)構(gòu)分布在所述過渡結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。

優(yōu)選的，所述超聲機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述導(dǎo)入機(jī)構(gòu)與所述過渡機(jī)構(gòu)之間用于對(duì)位于所述導(dǎo)入機(jī)構(gòu)和所述過渡機(jī)構(gòu)之間的所述隔離膜施加超聲波。

優(yōu)選的，所述超聲機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述過渡機(jī)構(gòu)與所述導(dǎo)出機(jī)構(gòu)之間用于對(duì)位于所述過渡機(jī)構(gòu)和所述導(dǎo)出機(jī)構(gòu)之間的所述隔離膜施加超聲波。

優(yōu)選的，所述超聲機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述過渡機(jī)構(gòu)的上方或下方。

優(yōu)選的，所述超聲機(jī)構(gòu)的超聲方向和與其相對(duì)應(yīng)的所述隔離膜傳送軌跡的傳送走向的方向相對(duì)且二者形成一夾角，所述夾角的度數(shù)為90-180°。

優(yōu)選的，所述夾角的度數(shù)為90°。

優(yōu)選的，還包括涂布機(jī)構(gòu)，所述涂布機(jī)構(gòu)與所述導(dǎo)入機(jī)構(gòu)串聯(lián)并設(shè)置在所述導(dǎo)入機(jī)構(gòu)的上游，在所述隔離膜導(dǎo)入所述凝固液盛裝機(jī)構(gòu)前，所述涂布機(jī)構(gòu)能夠在所述隔離膜的一側(cè)涂覆所述涂布液，所述導(dǎo)入機(jī)構(gòu)、所述過渡機(jī)構(gòu)以及所述導(dǎo)出機(jī)構(gòu)共同形成傳送所述隔離膜的傳送面，所述超聲機(jī)構(gòu)與所述涂布機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述傳送面的同側(cè)以對(duì)所述隔離膜涂覆所述涂布液的一側(cè)施加超聲波。

優(yōu)選的，所述凝固液盛裝機(jī)構(gòu)的數(shù)量為2-3個(gè)并依次排列，每個(gè)所述凝固液盛裝機(jī)構(gòu)內(nèi)至少設(shè)置一個(gè)所述超聲機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選的，還包括水洗液盛裝機(jī)構(gòu)，所述水洗液盛裝機(jī)構(gòu)用于對(duì)導(dǎo)出所述凝固液盛裝機(jī)構(gòu)的所述隔離膜進(jìn)行有機(jī)溶劑的去除，所述水洗液盛裝機(jī)構(gòu)與所述凝固液盛裝機(jī)構(gòu)串聯(lián)，并設(shè)置在所述凝固液盛裝機(jī)構(gòu)的下游。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可以達(dá)到以下有益效果：

本申請(qǐng)所提供的非水系二次電池隔離膜制作設(shè)備，通過在凝固液盛裝機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置超聲機(jī)構(gòu)，通過超聲機(jī)構(gòu)發(fā)出的超聲作用于隔離膜，使隔離膜上的涂布液發(fā)生震動(dòng)，促進(jìn)涂布液與凝固液的相互擴(kuò)散而發(fā)生相轉(zhuǎn)化，從而避免了因涂布液與凝固液擴(kuò)散不利形成孔徑較小的粘接性多孔層，進(jìn)而避免了在熱壓工藝中孔徑較小的粘接性多孔層出現(xiàn)崩塌，有效提高了隔離膜的離子傳導(dǎo)性，降低了電池極化。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本申請(qǐng)。

附圖說明

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的非水系二次電池隔離膜的示意圖；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的非水系二次電池隔離膜制作設(shè)備的示意圖一；

圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的非水系二次電池隔離膜制作設(shè)備的示意圖二；

圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的非水系二次電池隔離膜制作設(shè)備加工的隔離膜的SEM圖；

圖5為現(xiàn)有技術(shù)未采用超聲機(jī)構(gòu)的非水系二次電池隔離膜制作設(shè)備加工的隔離膜的SEM圖。

1、超聲機(jī)構(gòu)；2、凝固液盛裝機(jī)構(gòu)；3、導(dǎo)入機(jī)構(gòu)；4、過渡機(jī)構(gòu)；5、導(dǎo)出機(jī)構(gòu)；6、涂布機(jī)構(gòu)；7、水洗液盛裝機(jī)構(gòu)；8、隔離膜；9、凝固液；10、涂布液；11、放卷機(jī)構(gòu)；12、收卷機(jī)構(gòu)。

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本申請(qǐng)的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本申請(qǐng)的原理。

具體實(shí)施方式

下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附圖中的非水系二次電池隔離膜制作設(shè)備的放置狀態(tài)為參照。

非水系二次電池特別是鋰離子二次電池以其能量密度高、倍率性能好等特性，廣泛用于為筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)以及手機(jī)等便攜電子設(shè)備供電。隨著鋰電池技術(shù)的發(fā)展，鋰離子二次電池也可以作為新能源汽車的供電電源。然而在電池充放電的循環(huán)過程中，伴隨著充放電的進(jìn)行，電池內(nèi)部的電極與隔離膜8之間會(huì)形成間隙，導(dǎo)致循環(huán)容量減少而影響電池的壽命。現(xiàn)有技術(shù)采用在聚烯烴微多孔隔離膜上，使用聚偏氟乙烯(PVDF)樹脂構(gòu)成粘接性多孔層。在二次電池制作過程中，電極與隔離膜8卷繞后進(jìn)行注入電解液封裝，然后進(jìn)行熱壓，利用PVDF樹脂層粘接電極與隔離膜8，解決因電池充放電循環(huán)產(chǎn)生的間隙問題。

現(xiàn)有技術(shù)在采用凝固液9對(duì)涂布液10進(jìn)行固化的過程中，涂布液10剛開始與接觸凝固液9時(shí)，會(huì)形成一層較致密的皮層阻礙凝固液9與涂布液10擴(kuò)散，減緩凝固過程。而為了減少皮層形成，現(xiàn)有技術(shù)會(huì)采用延緩皮層凝固的方法，而這些方法同樣會(huì)阻礙涂布液10整體的凝固過程。而且由于在粘接性多孔層的形成過程中，凝固液9與涂布液10相互擴(kuò)散緩慢，不利于涂布液10的凝固，進(jìn)而導(dǎo)致形成的粘接性多孔層孔徑較小，在熱壓工藝中，孔徑較小的粘接性多孔層容易出現(xiàn)崩塌，進(jìn)而降低了隔離膜8的離子傳導(dǎo)性，增加了電池極化，此外現(xiàn)有技術(shù)還存在固化時(shí)間長，凝固液9消耗量大、生產(chǎn)效率低等缺陷。

為了解決上述技術(shù)問題，如圖1-3所示，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N非水系二次電池隔離膜8制作設(shè)備，包括超聲機(jī)構(gòu)1和凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2，凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2用于盛裝凝固液9，凝固液9用于與導(dǎo)入凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2的隔離膜8上的涂布液10進(jìn)行相轉(zhuǎn)化以在隔離膜8的表面形成粘接性多孔層，超聲機(jī)構(gòu)1設(shè)置在凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2內(nèi)，超聲機(jī)構(gòu)1通過施加超聲波來促進(jìn)凝固液9與隔離膜8上的涂布液10的擴(kuò)散，進(jìn)而促進(jìn)二者發(fā)生相轉(zhuǎn)化以在隔離膜8的表面形成粘接性多孔層，當(dāng)凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2內(nèi)盛裝有足夠與導(dǎo)入凝固液9的隔離膜8上的涂布液10進(jìn)行相轉(zhuǎn)化的凝固液9時(shí)，超聲機(jī)構(gòu)1位于凝固液9的液面以下，處于液面以下的超聲機(jī)構(gòu)1將凝固液9作為介質(zhì)來傳遞超聲波以促進(jìn)涂布液10與凝固液9的相互擴(kuò)散。由于涂布液10中具有陶瓷顆粒，在超聲機(jī)構(gòu)1施加超聲時(shí)，陶瓷顆粒震動(dòng)進(jìn)而促進(jìn)涂布液10擴(kuò)散。本申請(qǐng)中超聲波的超聲頻率可以是20-100kHz，優(yōu)選30-50kHz，超聲機(jī)構(gòu)1的功率可以是30-100W。

本申請(qǐng)還包括導(dǎo)入機(jī)構(gòu)3、過渡機(jī)構(gòu)4以及導(dǎo)出機(jī)構(gòu)5，導(dǎo)入機(jī)構(gòu)3、過渡機(jī)構(gòu)4以及導(dǎo)出機(jī)構(gòu)5用于傳送隔離膜8，導(dǎo)入機(jī)構(gòu)3和導(dǎo)出機(jī)構(gòu)5均高于凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2的開口端設(shè)置，過渡機(jī)構(gòu)4設(shè)置在凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2內(nèi)，導(dǎo)入結(jié)構(gòu)、過渡結(jié)構(gòu)及導(dǎo)出結(jié)構(gòu)形成的傳送軌跡可以為U形，導(dǎo)入機(jī)構(gòu)3和導(dǎo)出機(jī)構(gòu)5相對(duì)于過渡結(jié)構(gòu)分布在過渡結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。

本申請(qǐng)中的超聲機(jī)構(gòu)1設(shè)置在導(dǎo)入機(jī)構(gòu)3與過渡機(jī)構(gòu)4之間用于對(duì)位于導(dǎo)入機(jī)構(gòu)3和過渡機(jī)構(gòu)4之間的隔離膜8施加超聲波。隔離膜8由導(dǎo)入機(jī)構(gòu)3導(dǎo)入至凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2中，并沿著傳送軌跡繼續(xù)向過渡機(jī)構(gòu)4傳送，將超聲機(jī)構(gòu)1設(shè)置在導(dǎo)入機(jī)構(gòu)3與過渡機(jī)構(gòu)4之間，可以在隔離膜8與凝固液9接觸時(shí)，超聲機(jī)構(gòu)1就能夠通過施加超聲波來促進(jìn)隔離膜8表面的涂布液10和凝固液9的相互擴(kuò)散。

本申請(qǐng)的超聲機(jī)構(gòu)1還可以設(shè)置在過渡機(jī)構(gòu)4與導(dǎo)出機(jī)構(gòu)5之間用于對(duì)位于過渡機(jī)構(gòu)4和導(dǎo)出機(jī)構(gòu)5之間的隔離膜8施加超聲波或者超聲機(jī)構(gòu)1設(shè)置在過渡機(jī)構(gòu)4的上方或下方。通過超聲機(jī)構(gòu)1施加的超聲波，促進(jìn)涂布液10與凝固液9的分子運(yùn)動(dòng)，二者相互擴(kuò)散速度加快，提高了涂布液10的凝固速度，促進(jìn)了隔離膜8表面粘接性多孔層的形成。

本申請(qǐng)中超聲機(jī)構(gòu)1的超聲方向和與其相對(duì)應(yīng)的所述隔離膜傳送軌跡的傳送走向的方向相對(duì)且二者形成一夾角，所述夾角的度數(shù)為90-180°。

在超聲機(jī)構(gòu)1的超聲方向與該超聲機(jī)構(gòu)1相對(duì)的隔離膜8的傳送方向相反時(shí)，即二者形成的夾角為180°時(shí)，超聲機(jī)構(gòu)1是針對(duì)凝固液9進(jìn)行超聲，通過凝固液9的震動(dòng)擴(kuò)散對(duì)隔離膜8上的涂布液10進(jìn)行作用，在超聲方向與隔離膜8的傳送方向相反時(shí)，超聲機(jī)構(gòu)1既能夠不破壞隔離膜8表面的涂布液10形成的涂層又能夠促進(jìn)隔離膜8表面的涂層形成多孔結(jié)構(gòu)。本申請(qǐng)優(yōu)選的夾角度數(shù)為90°，二者的夾角為90°時(shí)，超聲機(jī)構(gòu)1施加的超聲能快速的作用在隔離膜8上且獲得較佳的震動(dòng)效果，使隔離膜8上的涂布液10與凝固液9的擴(kuò)散效果更好。

本申請(qǐng)還包括涂布機(jī)構(gòu)6，涂布機(jī)構(gòu)6與導(dǎo)入機(jī)構(gòu)3串聯(lián)并設(shè)置在導(dǎo)入機(jī)構(gòu)3的上游，在隔離膜8導(dǎo)入凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2前，涂布機(jī)構(gòu)6能夠在隔離膜8的一側(cè)涂覆涂布液10，本申請(qǐng)中隔離膜8可以是一側(cè)涂覆涂布液10，也可以是兩側(cè)涂覆涂布液10，在隔離膜8的兩側(cè)都涂覆涂布液10時(shí)，本申請(qǐng)的涂布機(jī)構(gòu)6至少為兩個(gè)，導(dǎo)入機(jī)構(gòu)3、過渡機(jī)構(gòu)4以及導(dǎo)出機(jī)構(gòu)5共同形成傳送隔離膜8的傳送面，超聲機(jī)構(gòu)1與涂布機(jī)構(gòu)6設(shè)置在傳送面的同側(cè)以對(duì)隔離膜8涂覆涂布液10的一側(cè)施加超聲波。由于超聲機(jī)構(gòu)1與涂布機(jī)構(gòu)6相對(duì)于傳送面設(shè)置在傳送面的同側(cè)，保證了超聲機(jī)構(gòu)1能夠?qū)Ω綦x膜8涂覆有涂布液10的一側(cè)進(jìn)行超聲，使超聲機(jī)構(gòu)1施加的超聲直接作用于涂布液10時(shí)，而無需再由隔離膜8的震動(dòng)來作用于涂布液10，從而能夠更好的促進(jìn)涂布液10的擴(kuò)散。

為了增強(qiáng)涂布液10的凝固效果，本申請(qǐng)中的凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2的數(shù)量可以是2-3個(gè)，各凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2依次排列，每個(gè)凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2內(nèi)至少設(shè)置一個(gè)超聲機(jī)構(gòu)1以進(jìn)一步促進(jìn)涂布液10與凝固液9的相互擴(kuò)散來加快二者之間的相轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)隔離膜8表面形成粘接性多孔層。由于涂布液10與凝固液9擴(kuò)散效果良好，使得形成的粘接性多孔層既能夠?qū)崿F(xiàn)電極與隔離膜8的良好粘接，同時(shí)還能夠在熱壓過程中維持多孔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不出現(xiàn)崩塌，從而有效降低電池極化。

為了降低在涂布液10凝固過程中表面附著的有機(jī)溶劑對(duì)隔離膜8的影響，本申請(qǐng)還包括水洗液盛裝機(jī)構(gòu)7，水洗液盛裝機(jī)構(gòu)7用于對(duì)導(dǎo)出凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2的隔離膜8進(jìn)行有機(jī)溶劑的去除，水洗液盛裝機(jī)構(gòu)7與凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2串聯(lián)，并設(shè)置在凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2的下游，水洗液盛裝機(jī)構(gòu)7的數(shù)量可以是1-3個(gè)。

為了加快隔離膜8的干燥速度，本申請(qǐng)還包括烘干機(jī)構(gòu)，本申請(qǐng)的烘干機(jī)構(gòu)與水洗液盛裝機(jī)構(gòu)7串聯(lián)，并設(shè)置在水洗液盛裝機(jī)構(gòu)7的下游，隔離膜8完成水洗后導(dǎo)入至烘箱內(nèi)烘干。本申請(qǐng)還包括放卷機(jī)構(gòu)11和手卷機(jī)構(gòu)，通過放卷機(jī)構(gòu)11與收卷機(jī)構(gòu)12的配合來傳送隔離膜8，使隔離膜8依次經(jīng)過涂布機(jī)構(gòu)6、凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2、水洗液盛裝機(jī)構(gòu)7以及烘干機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行涂布液10的涂覆、涂布液10的凝固、有機(jī)溶劑的去除以及烘干等完成對(duì)隔離膜8的加工操作。

本申請(qǐng)所提供的非水系二次電池隔離膜8制作設(shè)備，通過在凝固液盛裝機(jī)構(gòu)2內(nèi)設(shè)置超聲機(jī)構(gòu)1，通過超聲機(jī)構(gòu)1發(fā)出的超聲作用于隔離膜8，使隔離膜8上的涂布液10發(fā)生震動(dòng)，促進(jìn)涂布液10與凝固液9的相互擴(kuò)散而發(fā)生相轉(zhuǎn)化，從而避免了因涂布液10與凝固液9擴(kuò)散不利形成孔徑較小的粘接性多孔層，進(jìn)而避免了在熱壓工藝中孔徑較小的粘接性多孔層出現(xiàn)崩塌，有效提高了隔離膜8的離子傳導(dǎo)性，降低了電池極化。

具體的，本申請(qǐng)采用上述非水系二次電池隔離膜8制作設(shè)備和不具有超聲機(jī)構(gòu)1的普通的隔離膜8制作設(shè)備對(duì)隔離膜8進(jìn)行如下加工：

本申請(qǐng)的涂布液10采用索爾維集團(tuán)(Solvay)生產(chǎn)的聚偏氟乙烯(PVDF)系樹脂(Hylar460)和Al₂O₃陶瓷粉體，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑，按照質(zhì)量比PVDF：Al₂O₃：NMP＝5：7.5：93的比例混合溶解制成。本申請(qǐng)的凝固液9采用重量百分比為30％的NMP的水溶液。其中，涂布液10與凝固液9溫度為25℃。將涂布液10涂覆在隔離膜8(12μm厚度，孔隙率38％，M824，Celgard公司生產(chǎn))上，涂覆有涂布液10的隔離膜8的厚度可以是15μm，隔離膜8的走帶張力可以是80N/m，走帶速度可以是2m/min，通過整個(gè)凝固液9時(shí)間可以是80s。采用不具有超聲機(jī)構(gòu)1的普通的隔離膜8制作設(shè)備和本申請(qǐng)的非水系二次電池隔離膜8制作設(shè)備分別對(duì)隔離膜8進(jìn)行加工后，利用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)隔離膜8表面形成的粘接性多孔層進(jìn)行掃描，獲得SEM圖。如圖4-5所示，通過對(duì)比圖4和圖5，能夠明確得出本申請(qǐng)的非水系二次電池隔離膜8制作設(shè)備由于具有超聲機(jī)構(gòu)1有效提高了粘接性多孔層的孔隙率，說明涂布液10與凝固液9的擴(kuò)散均勻，孔隙尺寸均勻，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

以上僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。