锂离子电池隔膜二次热定型装置的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池隔膜设备领域，具体地说，是一种锂离子电池隔膜二次热定型装置。

背景技术：

由于具有较好的化学稳定性和优异的物理性能，微孔聚乙烯膜被广发的应用于二次锂离子电池，如：手机电池、笔记本电池、电动工具电池及动力汽车电池。由于在储能和汽车动力电池的广泛应用，对隔膜的安全性能要求越来越高，而隔膜安全性能中热收缩性能对锂离子电池的耐高温安全性能影响较大；目前制备微孔聚乙烯膜主要有三种工艺：工艺一为将聚烯烃加工成纤维状，再通过无纺布工艺加工为薄膜状的结构；工艺二为干法工艺，首先在常温下制备聚烯烃膜，再在不同的温度下通过晶向的转变产生缺陷，然后在高温下拉伸使缺陷尺寸变大以形成微孔；工艺三为湿法工艺，即tips方法(1981年由美国a.j.castro提出)，首先将聚烯烃在高温下与填充剂混合形成液相稳定体系，然后在冷却过程中聚烯烃形成固相，而填充剂仍保持液相，使用溶剂提取其中的液相填充剂而形成孔隙。同前两种工艺相比，第三种工艺即湿法工艺能够生产相对更薄的微孔膜，且具有较好的微观孔径分布，同时具有较好机械强度，作为锂离子电池的首选隔膜。

但湿法工艺生产的锂离子电池隔膜，由于其采用超高分子量聚乙烯，双向拉伸的工艺，热收缩性能一般较差，尤其是md热收缩性；为了提高其高温性能，一般在其上涂布无机物材料或有机物材料来提高高温下尺寸的稳定性，如tesla电池中使用的芳纶涂布隔膜及国内较多厂家电池中使用的al2o3涂层等；现有提高基膜热收缩的技术：从材料方面主要使用高低分子量的超高分子量聚乙烯来提高隔膜强度的同时来稳定高温性能，但由于多种聚乙烯的存在导致双螺杆混合过程汇总的一致性差，双螺杆挤出负荷变化大，导致挤出一致性差；拉伸过程中拉伸器控制幅宽时，会导致拉力变化大，拉伸不均匀，拉伸速度慢等导致生产速度降低和隔膜一致性下降的情况，另外由于过不同分子量的聚乙烯混合不均导致隔膜闭孔温度的不同，在锂电池的使用过程中带来安全隐患。从设备和工艺方面主要使用在md方向可以回缩的链夹，通过链夹的回缩来降低后段产线的速度，以实现md方向热收缩的降低，但由于涉及到的链夹数量较多，工艺复杂，回缩间距仅分布在单个链夹上，链夹间无法保证，导致容易隔膜脱夹，一致性差的情况发生。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种锂离子电池隔膜二次热定型装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种锂离子电池隔膜二次热定型装置，其包含前端吸附辊，后端吸附辊，浮辊以及烘箱；前端吸附辊设置在烘箱之前，后端吸附辊设置烘箱之后；浮辊通过气缸固定在烘箱中；

浮辊的数目至少为一个。

隔膜从前端吸附辊底部穿入：隔膜吸在前端吸附辊上，然后穿过浮辊上侧，从后端吸附辊底部穿出。

作为优选的技术方案：

前端吸附辊和后端吸附辊的中间位置设置烘箱。

两个浮辊通过气缸固定在烘箱的中间位置上。

通过降低后端吸附辊的速度以产生速差，同时隔膜吸附在前后吸附辊上，不会产生辊打滑或速度达不到的情况；通过整个烘箱的加热，使隔膜提前得到收缩及应力释放，同时在期间由于浮辊的存在使隔膜可以在应力的释放过程中可以整体绷紧不会产生异常。

本技术：
的聚乙烯微孔膜是由聚乙烯和填充剂组成的混合物经过如下步骤制备：

(1)双螺杆挤出：由聚乙烯和填充剂挤出，形成液相稳定体系；

(2)冷却成型：液相体系在冷却系统中形成带有液相填充剂的薄片；

(3)双拉扩孔：使用双拉设备在聚乙烯结晶部分熔化温度范围内同时拉伸薄片形成薄膜；

(4)萃取：使用萃取剂将其中的填充剂溶解出来，形成微孔聚乙烯薄膜；

(5)一次热定型：在聚乙烯结晶部分熔化温度范围内薄膜进行热定型。

(6)二次热定型(本申请装置)：通过如附图1.隔膜二次热定型装置，使得在锂离子隔膜生产线的后段的速度低于前段的速度，在聚乙烯结晶部分熔化温度范围内薄膜进行二次热定型。

与现有技术相比，本实用新型的积极效果是：

本申请涉及耐高温微孔超高分子量聚乙烯隔膜及其制备方法，本申请利用吸附辊对隔膜的吸附性能，使得在锂离子隔膜生产线的后段的速度低于前段的速度，提供一种用于锂离子电池隔膜在一次热定型后再进行二次热定型的装置和方法；由于前后速比的存在，使得隔膜在md方向回缩，并进行重结晶，提高了隔膜的耐高温性能及md方向的一致性，所述隔膜可以提高该隔膜制造电池的一致性和安全性，尤其是高温安全性和高温长期使用寿命；本专利后续段落中锂离子电池隔膜简称为隔膜。

附图说明

图1整体装置示意图；

图2吸附辊装置示意图；

图3浮辊带支架示意图；

图4吸附辊带支架示意图。

附图中的标记为：1前端吸附辊，2后端吸附辊，3烘箱，4浮辊。

具体实施方式

以下提供本实用新型一种锂离子电池隔膜二次热定型装置的具体实施方式。

实施例1

请参见附图，一种锂离子电池隔膜二次热定型装置，其包含前端吸附辊1，后端吸附辊2，浮辊4以及烘箱3；前端吸附辊设置在烘箱之前，后端吸附辊设置烘箱之后，前端吸附辊和后端吸附辊的中间设置烘箱；

浮辊通过气缸固定在烘箱中；

浮辊的数目至少为一个。

隔膜从前端吸附辊底部穿入，隔膜吸在吸附辊上，然后穿过浮辊上侧，从后端吸附辊底部穿出。

通过降低后端吸附辊的速度以产生速差，同时隔膜吸附在前后吸附辊上，不会产生辊打滑或速度达不到的情况；通过整个烘箱的加热，使隔膜提前得到收缩及应力释放，同时在期间由于浮辊的存在使隔膜可以在应力的释放过程中可以整体绷紧不会产生异常。

本申请的聚乙烯微孔膜是由聚乙烯和填充剂组成的混合物经过如下步骤制备：

(1)双螺杆挤出：由聚乙烯和填充剂挤出，形成液相稳定体系；

(2)冷却成型：液相体系在冷却系统中形成带有液相填充剂的薄片；

(3)双拉扩孔：使用双拉设备在聚乙烯结晶部分熔化温度范围内同时拉伸薄片形成薄膜；

(4)萃取：使用萃取剂将其中的填充剂溶解出来，形成微孔聚乙烯薄膜；

(5)一次热定型：在聚乙烯结晶部分熔化温度范围内薄膜进行热定型。

(6)二次热定型(本申请装置)：通过如附图1.隔膜二次热定型装置，使得在锂离子隔膜生产线的后段的速度低于前段的速度，在聚乙烯结晶部分熔化温度范围内薄膜进行二次热定型。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种锂离子电池隔膜二次热定型装置，其特征在于，其包含前端吸附辊，后端吸附辊，浮辊以及烘箱；前端吸附辊设置在烘箱之前，后端吸附辊设置烘箱之后；浮辊通过气缸固定在烘箱中。

2.如权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜二次热定型装置，其特征在于，浮辊的数目至少为一个。

3.如权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜二次热定型装置，其特征在于，隔膜从前端吸附辊底部穿入，隔膜吸在前端吸附辊上，然后穿过浮辊上侧，从后端吸附辊底部穿出。

技术总结
本实用新型涉及一种锂离子电池隔膜二次热定型装置，其包含前端吸附辊，后端吸附辊，浮辊以及烘箱；前端吸附辊设置在烘箱之前，后端吸附辊设置烘箱之后；浮辊通过气缸固定在烘箱中；浮辊的数目至少为一个。本实用新型的隔膜从前端吸附辊底部穿入：隔膜吸在吸附辊上，然后穿过浮辊上侧，从后端吸附辊底部穿出；通过降低后端吸附辊的速度以产生速差，同时隔膜吸附在前后吸附辊上，不会产生辊打滑或速度达不到的情况；通过整个烘箱的加热，使隔膜提前得到收缩及应力释放，同时在期间由于浮辊的存在使隔膜可以在应力的释放过程中可以整体绷紧不会产生异常。

技术研发人员：程跃;王伟强;郭振
受保护的技术使用者：无锡恩捷新材料科技有限公司
技术研发日：2019.11.22
技术公布日：2020.09.01