一種隔離膜涂布的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種隔離膜涂布機，包括放卷輥、涂布裝置、料液槽、烘干裝置、導向牽引輥、捏合展平裝置和收卷輥組成，所述放卷輥、導向牽引輥、捏合展平裝置和收卷輥依次驅動連接，所述涂布裝置置于料液槽上方，該涂布裝置靠近放卷輥一側設置，所述烘干裝置靠近捏合展平裝置一側設置；所述隔離膜涂布機采用三輥轉移涂布的方式,可以做到兩面膜層的同時涂布，顯著提高涂布的計量精度和涂敷穩定性；烘干裝置的巧妙設計使隔離膜烘干過程中不會發生較大程度的塑性形變，有效的保證了隔離膜的生產質量，適合規模化工業生產的需要。
【專利說明】一種隔離膜涂布機
【技術領域】
[0001]本發明涉及電池隔離膜制造領域，尤其是一種隔離膜涂布機。
【背景技術】
[0002]聚烯烴材質的電池隔離膜是鋰離子電池以及新型燃料電池必須使用的關鍵材料，其主要作用是物理方式隔離電池的正負極板，同時承擔離子傳導的通道作用。鑒于商業化電池的苛刻倍率充放電性能和能量密度，目前普遍使用厚度在30微米以下的聚烯烴隔膜，特別是聚丙烯，聚乙烯隔膜。這兩類材料的優點是電池使用壽命長，電性能一致性好，電池倍率放電性能優異，但是也存在著明顯的缺點，包括以下幾個方面:
[0003]一、上述基體特征的隔離膜，表面呈惰性狀態，一般表面張力值較低(通常在34達因以內)，并且不含特征性的親水/親油官能團，這對于特征性的電解液浸潤和吸收非常不利；
[0004]二、聚烯烴材質的隔膜由于自身化學結構特征的原因，在電池內部溫度達到160°C以上時，會在很短的時間內發生迅速的熱熔性收縮，進而引發電池熱失控，造成電池著火甚至爆炸事故；
[0005]三、普通隔離膜一般多采用拉伸或溶劑萃取工藝制備隔膜微孔，這種方法制備的微孔機理潛在著超大孔徑(孔徑在I微米以上)少量分布的問題，這會導致隔膜表面出現電極顆粒嵌入的現象，形成潛在短路點，在耐壓測試以及電池短路測試中難以通過。
[0006]目前國內外電池公司已經采用了很多方法針對隔離膜進行改性以期望獲得優異的綜合性能。一般的實施方法是通過采用溶劑涂敷的方法在隔膜表面進行化學處理以獲得相應的涂層或表面改性，現有的隔離膜涂布機，包括放卷輥、涂布裝置、料液槽、烘干裝置、導向牽引輥、捏合展平裝置和收卷輥組成，隔離膜通過所述放卷輥、導向牽引輥、捏合展平裝置和收卷輥的依次驅動連接向前運動實現對隔離膜的涂布，涂布裝置置于料液槽上方，涂布裝置靠近放卷輥一側設置，烘干裝置靠近捏合展平裝置一側設置。但是在實際實施過程，最影響隔膜涂敷的主要問題是隔膜涂敷的涂布工藝設計(涂布裝置)和涂敷烘干設計(烘干裝置)，其關鍵原因是隔膜材料表面材質相對強度脆弱，而且電池行業要求隔膜表觀性能苛刻，很難采用硬性金屬物端面直接接觸的涂布方式，加之隔膜涂層往往要求雙面同時涂布，因此傳統的刮刀涂布方式，普通網紋輥涂布方式以及擠出涂布方式很難使用；另一方面，由于隔膜材料的自身化學結構所限，隔膜的表面受熱溫度在達到90°C以上會出現材料軟化現象，所以隔膜的涂層實施工藝必須控制涂層的溫度在90°C以內，這對于涂布液的體系選擇和涂布效率限制很大。一些發明專利提出了采用加大烘道長度的方法，但缺點在于增大烘道長度后，隔膜的張力問題又將顯現，主要原因是隔膜由于自身彈性形變較大，在承受縱向拉力超過15N力后，隔膜會發生較大程度的塑性形變，并且在卷層間摩擦力的作用下，隔膜無法通過自行的鏈段形變恢復原有結構，因此隔膜的傳送張力一般都控制在ION以內，進而在很大程度上限制了隔膜涂敷設備的烘道長度。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題在于提供一種隔離膜涂布機。
[0008]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:
[0009]一種隔離膜涂布機，包括放卷輥、涂布裝置、料液槽、烘干裝置、導向牽引輥、捏合展平裝置和收卷輥組成，所述放卷輥、導向牽引輥、捏合展平裝置和收卷輥依次驅動連接，所述涂布裝置置于料液槽上方，該涂布裝置靠近放卷輥一側設置，所述烘干裝置靠近捏合展平裝置一側設置；所述涂布裝置，由第一涂布輥、第二涂布輥、第三涂布輥、第一附屬驅動裝置和第二附屬驅動裝置組成，所述第一涂布輥為帶有三角凹槽的剛性表面光滑圓輥，與第一附屬驅動裝置單獨驅動連接，第二涂布輥和第三涂布輥均為剛性表面光滑圓輥，分別與第二附屬驅動裝置驅動連接，其中所述第一涂布輥和第三涂布輥的轉動方向相同，第一涂布輥和第二涂布輥的轉動方向相反，第二涂布輥和第三涂布輥的轉動方向相反；所述烘干裝置，由多組烘干箱組成，每組烘干箱由紫外固化箱和鼓風干燥箱組成，所述紫外固化箱位于鼓風干燥箱上方；所述涂布裝置為兩組，對稱分布于待涂布隔離膜兩側，所述烘干裝置的烘干箱對稱分布于待涂布隔離膜兩側。
[0010]優選的，上述隔離膜涂布機，所述第二涂布輥直徑為第一涂布輥直徑的1.0-1.2倍，第三涂布輥直徑為第二涂布輥直徑的1.0-1.1倍。
[0011]優選的，上述隔離膜涂布機，所述第一涂布輥、第二涂布輥和第三涂布輥直徑相同。
[0012]優選的，上述隔離膜涂布機，所述第一涂布輥的三角凹槽的長邊的長度為第一涂布輥半徑的0.25-0.5倍。
[0013]優選的，上述隔離膜涂布機，所述第一涂布輥、第二涂布輥和第三涂布輥的材質為不銹鋼材質。
[0014]優選的，上述隔離膜涂布機，所述第一附屬驅動裝置和第二附屬驅動裝置均為牽引電機。
[0015]優選的，上述隔離膜涂布機，所述紫外固化箱豎直方向長度為鼓風干燥箱豎直方向長度的20-35%。
[0016]優選的，上述隔離膜涂布機，所述烘干箱豎直分布。
[0017]優選的，上述隔離膜涂布機，所述烘干箱數目為2-10組。
[0018]優選的，上述隔離膜涂布機，所述烘干箱數目為2組。
[0019]本發明的有益效果是:
[0020]上述隔離膜涂布機，采用三輥轉移涂布的方式，可以做到兩面膜層的同時涂布，明顯解決了傳統隔膜單面涂布和具有先后順序的隔膜雙面涂布方式的固有缺陷，且涂布過程所承受的張力也明顯減小，使用過程中隔離膜涂布液在通過輥間傳遞精確地按計量均勻地涂敷在隔離膜的兩面，可以在滿足隔離膜表面同時涂布的同時，達到精確計量的目的，顯著提高涂布的計量精度和涂敷穩定性；烘干裝置的巧妙設計使隔離膜烘干過程中不會發生較大程度的塑性形變，有效的保證了隔離膜的生產質量，適合規模化工業生產的需要。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明所述隔離膜涂布機的結構示意圖；[0022]圖2為本發明所述涂布單元隔離膜涂布裝置的結構示意圖；
[0023]圖3為本發明所述隔離膜涂布裝置的第一涂布輥的結構示意圖。
[0024]圖中，1-放卷輥2-涂布裝置2-1-第一涂布輥2-2-第二涂布輥2-3-第三涂布輥3-1-(烘干裝置的)鼓風干燥箱3-2-(烘干裝置的)紫外固化箱4-料液槽5-導向牽引輥6-捏合展平裝置7-收卷輥
【具體實施方式】
[0025]為了使本領域的技術人員更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖及【具體實施方式】對本發明所述技術方案作進一步的詳細說明。
[0026]實施例1
[0027]一種隔離膜涂布機，包括放卷輥1、涂布裝置2、料液槽4、烘干裝置、導向牽引輥5、捏合展平裝置6和收卷輥7組成，所述放卷輥1、導向牽引輥5、捏合展平裝置6和收卷輥7依次驅動連接，所述涂布裝置2置于料液槽4上方，該涂布裝置2靠近放卷輥I 一側設置，所述烘干裝置靠近捏合展平裝置6 —側設置；
[0028]所述涂布裝置2，由第一涂布輥2-1、第二涂布輥2-2、第三涂布輥2-3、第一附屬驅動裝置和第二附屬驅動裝置組成，所述第一涂布輥2-1為帶有三角凹槽的不銹鋼材質的光滑圓輥，與第一附屬驅動裝置單獨驅動連接，第二涂布輥2-2和第三涂布輥2-3均為不銹鋼材質的光滑圓輥，分別與第二附屬驅動裝置驅動連接，所述第一附屬驅動裝置和第二附屬驅動裝置均為牽弓I電機，所述第一涂布輥2-1、第二涂布輥2-2和第三涂布輥2-3直徑相同，該第一涂布輥2-1的三角凹槽的長邊的長度為第一涂布輥2-1半徑的0.35倍，其中所述第一涂布輥2-1和第三涂布輥2-3的轉動方向相同，第一涂布輥2-1和第二涂布輥2-2的轉動方向相反，第二涂布輥2-2和第三涂布輥2-3的轉動方向相反；
[0029]所述烘干裝置，由兩組烘干箱豎直分布組成，每組烘干箱由紫外固化箱3-2和鼓風干燥箱3-1組成，所述紫外固化箱3-2位于鼓風干燥箱3-1上方，所述紫外固化箱3-2豎直方向長度為鼓風干燥箱3-1豎直方向長度的25% ;所述涂布裝置2為兩組,對稱分布于待涂布隔離膜兩側，所述烘干裝置的烘干箱對稱分布于待涂布隔離膜兩側。
[0030]使用過程中隔離膜基體經過放卷輥I放卷后，進入涂布料槽，通過設置一定速度的電機驅動隔離膜兩側的第一涂布輥2-1將涂布液轉移至第二涂布輥2-2表面，而經過進一步的輥間轉移，涂布液均有分布在第三涂布輥2-3表面，并最終同時涂敷在隔離膜表面上，形成均勻的濕膜層，隔離膜然后進入烘干裝置的鼓風干燥箱3-1，表面液膜含有的有機溶劑被烘干過程的氣流所帶走，隔離膜形成固態的膜層，接下來在紫外固化箱3-2內，隔離膜表面的聚合物組分通過一定的紫外固化反應，形成具有良好化學穩定性和表觀力學強度的功能膜層，隔離膜然后經過適當數量的導向牽引輥5，并經過捏合展平裝置6展平后，最終在收卷輥7上收卷，形成卷性的涂敷隔離膜。
[0031]上述參照【具體實施方式】對該一種隔離膜涂布機進行的詳細描述，是說明性的而不是限定性的，可按照所限定范圍列舉出若干個實施例，因此在不脫離本發明總體構思下的變化和修改，應屬本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種隔離膜涂布機，其特征在于:包括放卷輥、涂布裝置、料液槽、烘干裝置、導向牽引輥、捏合展平裝置和收卷輥組成，所述放卷輥、導向牽引輥、捏合展平裝置和收卷輥依次驅動連接，所述涂布裝置置于料液槽上方，該涂布裝置靠近放卷輥一側設置，所述烘干裝置靠近捏合展平裝置一側設置；所述涂布裝置，由第一涂布輥、第二涂布輥、第三涂布輥、第一附屬驅動裝置和第二附屬驅動裝置組成，所述第一涂布輥為帶有三角凹槽的剛性表面光滑圓輥，與第一附屬驅動裝置單獨驅動連接，第二涂布輥和第三涂布輥均為剛性表面光滑圓輥，分別與第二附屬驅動裝置驅動連接，其中所述第一涂布輥和第三涂布輥的轉動方向相同，第一涂布輥和第二涂布輥的轉動方向相反，第二涂布輥和第三涂布輥的轉動方向相反；所述烘干裝置，由多組烘干箱組成，每組烘干箱由紫外固化箱和鼓風干燥箱組成，所述紫外固化箱位于鼓風干燥箱上方；所述涂布裝置為兩組，對稱分布于待涂布隔離膜兩側，所述烘干裝置的烘干箱對稱分布于待涂布隔離膜兩側。
2.根據權利要求1所述的隔離膜涂布機，其特征在于:所述第二涂布輥直徑為第一涂布輥直徑的1.0-1.2倍，第三涂布輥直徑為第二涂布輥直徑的1.0-1.1倍。
3.根據權利要求1或2所述的隔離膜涂布機，其特征在于:所述第一涂布輥、第二涂布輥和第三涂布輥直徑相同。
4.根據權利要求1或2所述的隔離膜涂布機，其特征在于:所述第一涂布輥的三角凹槽的長邊的長度為第一涂布輥半徑的0.25-0.5倍。
5.根據權利要求1或2所述的隔離膜涂布機，其特征在于:所述第一涂布輥、第二涂布輥和第三涂布輥的材質為不銹鋼材質。
6.根據權利要求1所述的隔離膜涂布機，其特征在于:所述第一附屬驅動裝置和第二附屬驅動裝置均為牽引電機。
7.根據權利要求1所述的隔離膜涂布機，其特征在于:所述紫外固化箱豎直方向長度為鼓風干燥箱豎直方向長度的20-35%。
8.根據權利要求1所述的隔離膜涂布機，其特征在于:所述烘干箱豎直分布。
9.根據權利要求1所述的隔離膜涂布機，其特征在于:所述烘干箱數目為2-10組。
10.根據權利要求1或9所述的隔離膜涂布機，其特征在于:所述烘干箱數目為2組。
【文檔編號】B05C9/04GK103691626SQ201210369195
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月27日 優先權日:2012年9月27日
【發明者】閆義水 申請人:天津力好科技發展有限公司