本實用新型屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及鋰離子電池隔膜的涂覆裝置，具體涉及一種耐高溫多層復(fù)合鋰離子電池隔膜的涂覆裝置。

背景技術(shù)：

電池隔膜在鋰電池中的基本作用為隔開正負(fù)極,并且吸附電解液允許鋰離子通過。3C產(chǎn)品包括計算機(jī)(Computer)、通信(Communication)和消費類電子產(chǎn)品(ConsumerElectronics)，是鋰電池應(yīng)用的主要領(lǐng)域,對于3C產(chǎn)品的鋰電池,僅使用PP隔膜和PE隔膜,其性能就能得到較好的滿足。但是隨著電動汽車的不斷發(fā)展,鋰電池的性能必須進(jìn)一步提升才能滿足電動汽車的要求,比如在安全性、充放電性能、循環(huán)性能及倍率性等方面,電動汽車用鋰電池就比3c產(chǎn)品用鋰電池有更加嚴(yán)格的要求。目前在提高鋰電池隔膜性能方面的發(fā)展研究以改善隔膜表面性質(zhì)和調(diào)整隔膜基體材料為主。在改善隔膜表面性質(zhì)方面主要的研究方向是隔膜涂布處理就是在隔膜表面涂覆一層陶瓷材料，就目前情況來看陶瓷涂布隔膜是提高鋰電池安全性的最有效方式，隔膜涂布陶瓷后可有效地提高隔膜的耐熱收縮性、安全性、熱穩(wěn)定性以及改善隔膜的機(jī)械強(qiáng)度，從而延長隔膜的使用壽命。

為了進(jìn)一步使電池隔膜的性能滿足動力鋰電池的要求,新型鋰電池隔膜的制備方法如無紡布與涂布膜復(fù)合得到越來越多的關(guān)注。無紡布的基材很多,包括PP無紡布、纖維素?zé)o紡布、PET無紡布等,上述無紡布中以PET無紡布的耐熱性和力學(xué)性能最好,因此針對PET無紡布的研究較多。就目前來說陶瓷涂布隔膜的耐高溫性以及耐熱收縮率在一定溫度條件下不能夠滿足要求，采用PET無紡布和陶瓷涂布隔膜復(fù)合的方式進(jìn)而使鋰電池隔膜耐熱穩(wěn)定性和耐熱收縮率得到較大的提高，提升市場競爭力，但現(xiàn)有技術(shù)中還沒有針對該復(fù)合隔膜的涂覆裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型彌補了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種耐高溫多層復(fù)合鋰離子電池隔膜的涂覆裝置，該裝置在基膜兩側(cè)設(shè)置復(fù)合膜，經(jīng)過粘合、熱烘后形成多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔膜，復(fù)合結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高，生產(chǎn)的鋰離子電池隔膜具備較好的耐熱穩(wěn)定性和耐熱收縮率。

本實用新型的具體技術(shù)方案是：

一種耐高溫多層復(fù)合鋰離子電池隔膜的涂覆裝置，所述的涂覆裝置包括依次設(shè)置的基膜放卷軸、涂膠輥、加熱烘干機(jī)構(gòu)和收卷軸，基膜放卷軸上纏繞有基膜，基膜一端伸出基膜放卷軸并卷繞在收卷軸上，涂膠輥表面設(shè)置有涂覆漿料，關(guān)鍵點是，所述的涂膠輥和加熱烘干機(jī)構(gòu)之間增設(shè)有復(fù)合膜放卷機(jī)構(gòu)，涂膠輥和復(fù)合膜放卷機(jī)構(gòu)在基膜同一膜面外側(cè)一一對應(yīng)設(shè)置形成復(fù)合膜的貼合單元，貼合單元為設(shè)置在基膜兩膜面外側(cè)的兩組，復(fù)合膜放卷機(jī)構(gòu)包括復(fù)合膜放卷軸和壓緊軸，復(fù)合膜伸出復(fù)合膜放卷軸并經(jīng)過壓緊軸后與基膜相貼合，涂膠輥和壓緊軸頂緊相對應(yīng)一側(cè)的基膜膜面。

所述的基膜和復(fù)合膜為PP隔膜、PE隔膜、無紡布或者纖維。

所述的基膜放卷軸和涂膠輥之間設(shè)置有張緊軸。

所述的加熱烘干機(jī)構(gòu)包括依次相連的三個烘箱。

所述的三個烘箱布置為豎向的拐角形狀，拐角處的烘箱中設(shè)置有中轉(zhuǎn)軸，基膜經(jīng)過中轉(zhuǎn)軸并依次經(jīng)過三個烘箱。

所述的加熱烘干機(jī)構(gòu)和收卷軸之間還依次增設(shè)有展平輥和張緊輥。

本實用新型的有益效果是：本實用新型為耐高溫多層復(fù)合鋰離子電池隔膜提供了一種成熟穩(wěn)定的生產(chǎn)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，各個組成單元均為較為常見的設(shè)備，成本較低，經(jīng)過粘合、熱烘后定型，最終的成品品質(zhì)較高且穩(wěn)定，能夠為電池生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定地提供隔膜原材料，為電動汽車用電池提供耐高溫多層復(fù)合鋰離子電池隔膜，提高了電池的整體壽命，最終推動耐高溫領(lǐng)域電池的發(fā)展，能夠帶來較大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型具體實施例中涂膠輥和進(jìn)膠泵的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，1、基膜放卷軸，2、涂膠輥，3、復(fù)合膜放卷軸，4、壓緊軸，5、烘箱，6、收卷軸，7、進(jìn)膠泵，8、涂膠槽，9、展平輥，10、張緊輥，11、張緊軸，12、基膜，13、復(fù)合膜，14、中轉(zhuǎn)軸，15、刮刀，16、原料桶，17、回收桶，18、溢流口。

具體實施方式

本實用新型涉及一種耐高溫多層復(fù)合鋰離子電池隔膜的涂覆裝置，所述的涂覆裝置包括依次設(shè)置的基膜放卷軸1、涂膠輥2、加熱烘干機(jī)構(gòu)和收卷軸6，基膜放卷軸1上纏繞有基膜12，基膜12一端伸出基膜放卷軸并卷繞在收卷軸6上，涂膠輥2表面設(shè)置有涂覆漿料，涂膠輥2和加熱烘干機(jī)構(gòu)之間增設(shè)有復(fù)合膜放卷機(jī)構(gòu)，涂膠輥2和復(fù)合膜放卷機(jī)構(gòu)在基膜12同一膜面外側(cè)一一對應(yīng)設(shè)置形成復(fù)合膜13的貼合單元，貼合單元為設(shè)置在基膜12兩膜面外側(cè)的兩組，復(fù)合膜放卷機(jī)構(gòu)包括復(fù)合膜放卷軸3和壓緊軸4，復(fù)合膜13伸出復(fù)合膜放卷軸3并經(jīng)過壓緊軸4后與基膜12相貼合，涂膠輥2和壓緊軸4頂緊相對應(yīng)一側(cè)的基膜12膜面。

具體實施例，如圖1所示，由于收卷軸6的牽引，基膜12開始移動，基膜12為PP隔膜，基膜放卷軸1和涂膠輥2之間設(shè)置有張緊軸11，基膜12被張緊軸11張緊，然后經(jīng)過兩側(cè)的涂膠輥2，張緊后的基膜12兩膜面進(jìn)行涂膠，涂覆漿料能夠覆蓋整個膜面且較為均勻，涂覆漿料包括Al₂O₃陶瓷漿料、PVDF漿料、ZrO₂陶瓷漿料或SiO₂漿料，此外，還添加有膠黏劑、分散劑、凝膠劑、增塑劑、抗老化劑、交聯(lián)劑以及去離子水，Al₂O₃陶瓷漿料、PVDF漿料、ZrO₂陶瓷漿料或SiO₂漿料分別占涂覆漿料總質(zhì)量的百分比為22％，膠黏劑為5％，分散劑為0.4％，膠凝劑為0.3％，增塑劑為0.1％，抗老化劑為0.1％，交聯(lián)劑為0.1％，其余部分為去離子水，涂布該涂覆漿料后形成陶瓷涂布隔膜，此外，為了精確控制涂膠厚度和均勻性，涂膠輥2上均勻排布一定深度、線數(shù)、形狀和角度的凹槽，凹槽深度在10-120um，凹槽線數(shù)LPI一般為100-1400，凹槽的形狀一般為蜂巢型、菱形、灣流型或者斜線型，斜線的角度為30°、45°或者60°，涂膠輥2上的凹槽選擇斜線型，涂膠輥2借助進(jìn)膠泵7和涂膠槽8進(jìn)行涂覆漿料的持續(xù)供給，如圖2所示，進(jìn)膠泵7輸入端連接原料桶16進(jìn)行涂覆漿料的吸取并通過輸出端向涂膠槽8中輸送，涂膠槽8開口端設(shè)置有兩個刮刀15，兩個刮刀15與開口平行并且與涂膠輥2外表面接觸形成封閉腔體，涂膠輥2轉(zhuǎn)動經(jīng)過涂膠槽8粘附涂覆漿料，該過程中還經(jīng)過刮刀15的均勻刮膠，涂膠輥2上的涂覆漿料厚度均勻，涂膠槽8還設(shè)置有溢流口18，當(dāng)進(jìn)膠泵7的轉(zhuǎn)速過大時，提供的涂覆漿料就會沿溢流口18溢出，溢出的涂覆漿料可以儲存在回收桶17中進(jìn)行回收利用，進(jìn)膠泵7轉(zhuǎn)速設(shè)定為30rpm，涂膠輥速比設(shè)定為70％，形成涂布隔膜，根據(jù)涂膠量和生產(chǎn)速度選擇合適的進(jìn)膠泵7的轉(zhuǎn)速，涂膠厚度越厚，生產(chǎn)速度越快，所需的進(jìn)膠量越大，進(jìn)膠量不足時涂膠厚度無法保證，涂膠量足夠時才能保證涂膠厚度，多余的膠可通過溢流口18收集回用，有溢流時說明涂覆漿料的供應(yīng)是充足的，操作過程中可以根據(jù)根據(jù)溢流口18的溢流情況隨時調(diào)節(jié)進(jìn)膠泵7的轉(zhuǎn)速。

然后經(jīng)過復(fù)合膜放卷機(jī)構(gòu)，復(fù)合膜放卷軸3向外輸送復(fù)合膜13，復(fù)合膜13經(jīng)過壓緊軸4后與基膜12膜面貼合，壓緊軸4能夠?qū)?fù)合膜13和陶瓷涂布隔膜之間的初始接觸部位進(jìn)行壓緊，復(fù)合膜13為PP隔膜，復(fù)合膜放卷機(jī)構(gòu)中設(shè)置有張力速度控制裝置和糾偏裝置，復(fù)合膜放卷軸3的動力來源于放卷伺服電機(jī)，張力速度控制裝置為安裝在復(fù)合膜放卷軸3上的張力傳感器，張力傳感器的信息輸入端與復(fù)合膜放卷軸3相連，其輸出端與放卷伺服電機(jī)相連，張力傳感器檢測和反饋復(fù)合膜放卷軸3的速度和張力，當(dāng)檢測值與設(shè)定值存在差異時，放卷伺服電機(jī)做出相應(yīng)調(diào)整，改變電機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速，保證實際的張力和速度與設(shè)定值一致，糾偏裝置為現(xiàn)有條帶式生產(chǎn)線上常用的糾偏裝置，在復(fù)合膜13輸送過程中，張力速度控制裝置能夠保證復(fù)合膜放卷軸3與基膜12輸送的線速度保持一致且能夠?qū)?fù)合膜放卷軸3的放卷張力進(jìn)行控制，糾偏裝置能夠保證復(fù)合膜13與陶瓷涂布隔膜膜面貼合時重合度更高，貼合之后形成多層復(fù)合隔膜。

多層復(fù)合隔膜經(jīng)過加熱烘干機(jī)構(gòu)進(jìn)行加熱烘干，加熱烘干機(jī)構(gòu)包括依次相連的三個烘箱5，基膜放卷軸1的線速度為10m/min，則多層復(fù)合隔膜的輸送速度為10m/min，加熱烘干機(jī)構(gòu)的長度為9m，每個烘箱5的長度為3m，則經(jīng)過加熱烘干機(jī)構(gòu)的時間為0.9min，能夠確保多層復(fù)合隔膜的烘干定型時間，三個烘箱5布置為豎向的拐角形狀，烘箱3為立式，多層復(fù)合隔膜兩側(cè)膜面均需要進(jìn)行復(fù)合，多層復(fù)合隔膜在干燥前不與任何輥面接觸，干燥前為懸空的且距離較長，多層復(fù)合隔膜受到自身重力影響較大，多層復(fù)合隔膜在出第二個烘箱基本干燥定型后通過中轉(zhuǎn)軸14改變方向，減小多層復(fù)合隔膜受到的自身重力影響，這樣的設(shè)備也更緊湊，基膜12經(jīng)過中轉(zhuǎn)軸14并依次經(jīng)過三個烘箱5，烘箱5為紅外加熱烘箱，三個烘箱的溫度依次設(shè)定為55℃、65℃以及55℃，三個烘箱5均安裝有進(jìn)風(fēng)扇和排風(fēng)扇，三個烘箱5的進(jìn)、排風(fēng)頻率設(shè)定為18HZ，加熱烘干后，多層復(fù)合隔膜被烘干定型，多層復(fù)合隔膜形成緊密連接為一體結(jié)構(gòu)，烘箱5和收卷軸6之間還依次增設(shè)有展平輥9和張緊輥10，然后再經(jīng)過展平輥9的變向，經(jīng)過展平輥9進(jìn)行多層復(fù)合隔膜的展平，多層復(fù)合隔膜通過兩個拐角完成先上后下過程最終到達(dá)張緊輥10和收卷軸6，展平的形狀得到穩(wěn)定，最后將較為平整的多層復(fù)合隔膜收集在收卷軸6上。

為適應(yīng)不同場合對于安全性和耐熱性的需求，涂覆裝置中涂膠后的陶瓷涂布隔膜兩側(cè)可以設(shè)置多組涂膠輥2和復(fù)合膜放卷機(jī)構(gòu)，每個涂膠輥2和其相對應(yīng)的復(fù)合膜放卷機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)一層復(fù)合膜13的涂膠和貼合，可以形成雙面復(fù)合、三面復(fù)合或者多面復(fù)合的電池隔膜。

該涂覆裝置結(jié)構(gòu)簡單，各部分組成均為常見的設(shè)備，成本較低，為電池隔膜的制備提供了較為成熟的裝置，大大提高生產(chǎn)耐高溫鋰離子電池隔膜的生產(chǎn)效率，生產(chǎn)的隔膜成品品質(zhì)較好且較為穩(wěn)定，該產(chǎn)品能夠兼?zhèn)涫褂冒踩院湍透邷靥匦裕娱L電池的使用壽命，適用于高溫作業(yè)場合，能夠為電動汽車等高溫工作情況下所用電池持續(xù)穩(wěn)定地提供隔膜原材料。