一种基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法及系统，本发明专利技术将物料输送到挤出机与石蜡油进行混合，形成的均匀熔融混合物在模头中形成环状的油膜型坯，在吹膜机构中使用风环对油膜型坯横向进行吹胀形成管状的膜泡，膜泡冷却稳定后，通过人字板的缝隙将管状挤压成片状结构，冷却后，此时油膜中热致相分离形成微孔结构；环状油膜经人字板挤压为两层的片状油膜，使用切刀将油膜割开，并展开成为单层油膜；然后进入纵向拉伸区域对单层油膜进行预热并纵向拉伸，此时油膜的微孔结构基本定型，然后经过二氯甲烷萃取，最后进行热定型和收卷。本发明专利技术使用吹膜工艺来实现横向拉伸，可以较好的解决产品一致性问题跟各向拉伸倍率设置问题。倍率设置问题。倍率设置问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法及系统，属于锂电池隔膜制备


技术介绍

[0002]随着环保意识的增强以及生存环境越来越大的压力，绿色清洁能源在动力能源领域的地位正逐渐提升，作为能量转化及储能领域的重要方向，锂离子电池在其中占有重要地位。锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长、自放电率低、绿色环保等特点从而广泛的应用于电子产品、电动车等领域。
[0003]在锂离子电池中，隔膜主要是让正极和负极隔开防止短路同时能够允许离子的转移，作为锂离子电池中重要的组成，隔膜的性能会直接影响电池的容量、内阻、循环及自放电。目前商业化使用的锂离子电池隔膜主要制备方法为湿法制膜和干法制膜，其中干法分为单项拉伸跟双向拉伸，湿法分为同步双向拉伸和异步双向拉伸两种。同步双向拉伸工艺的特点是产品一致性较好，但不宜调整产品各向强度；异步双向拉伸可以调整各向强度，隔膜强度更高，但一致性较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，用以解决现有技术的湿法锂电池隔膜制备方法不能同时实现产品一致性好和各向强度高的技术问题。同时，本专利技术还提供一种基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备系统。
[0005]本专利技术的基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法采用如下技术方案：一种基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：（1）下料挤出：通过下料系统对物料进行下料，利用挤出机对下料系统的来料进行输送、混合、熔融、塑化功能，挤出机将混合均匀的熔融体输送至模头，从模头挤出环状的油膜型坯；（2）吹膜冷却：油膜型坯进入吹膜机构的风环，风环将压缩空气通过吹膜机构的吹气管头注入油膜型坯，由此对油膜型坯进行横向的拉伸，环状油膜型坯形成管状的膜泡，吹膜过程中吹胀比至少为2，吹胀比是指：吹胀后膜泡的直径与挤出机模头挤出宽度之间的比值；膜泡吹胀后进行冷却，然后经过带有缝隙的人字板，通过人字板的缝隙将膜泡挤压成双层的片状油膜；（3）切割展开：将片状油膜冷却后，使用切刀对双层的片状油膜的一侧进行切割，将切割后油膜展开形成一层油膜；（4）纵向拉伸：将切割展开后的单层油膜先进行预热，再进行纵向拉伸，纵向拉伸比至少为2，拉伸后的对油膜进行冷却；（5）萃取干燥：将上一步得到的油膜送入装有二氯甲烷的萃取槽中，石蜡油从油膜的微孔结构中萃取出来；萃取后的油膜进入干燥炉进行干燥，将油膜上的二氯甲烷充分挥发；（6）定型收卷：将干燥后的隔膜进行热定型后进入收卷工段，得到隔膜产品。
[0006]吹膜冷却步骤得到的双层片状油膜中，单层油膜厚度在500
‑
1500μm之间。
[0007]经过人字板缝隙形成的双层片状油膜从一对流延辊之间通过后，再进行切割展开
步骤。
[0008]纵向拉伸步骤中，预热温度在40
‑
100℃之间，拉伸比在2
‑
10之间。
[0009]切割展开步骤中，是将双层的片状油膜平铺在切割平台上，用刀口朝上设置的切刀对油膜的底面进行切割。
[0010]定型收卷步骤中，热定型温度为110
‑
130℃。
[0011]本专利技术的基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备系统采用如下技术方案：一种基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备系统，其包括沿隔膜传动方向依次设置的挤出机、吹膜机构、切割机构、萃取槽、干燥炉、热定型装置和收卷装置，所述挤出机包括输送段和连接在输送段末端的模头，输送段水平设置，模头内具有环形出口，模头的出口端向上设置，吹膜机构包括从下到上依次设置的吹气管头、稳泡架和人字板，模头的出口端位于吹气管头内，人字板包括左右设置的挤出板，两个挤出板上端之间有供膜泡通过的缝隙，缝隙上方设有一对将油膜输送到切割机构的流延辊，切割机构包括切割平台和位于切割平台起始端的切刀，切刀的刀口朝上设置。
[0012]所述切割平台的上表面为三角形，所述切刀固定在三角形的一个角上。
[0013]所述切割平台与切刀相邻的两个边均为向下平滑过度的弧形边。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术物料在投料间进行投料，通过下料系统进行下料，随后输送至挤出机与石蜡油进行混合，经挤出机高温剪切加工，将物料充分熔融混料，形成均匀的熔融混合物，熔融混合物在经过过滤器后，送入模头并在模头形成环状的油膜型坯，在吹膜机构中使用风环按一定吹胀比对油膜型坯横向进行吹胀形成管状的膜泡，膜泡在稳泡架上冷却稳定后，通过人字板的缝隙将管状挤压成片状结构，片状结构的油膜冷却后，此时油膜中热致相分离形成微孔结构；环状油膜经人字板挤压为两层的片状油膜，使用切刀将油膜割开，并展开成为单层油膜；然后进入纵向拉伸区域对单层油膜进行预热并纵向拉伸，此时油膜的微孔结构基本定型，纵向拉伸后的油膜经过二氯甲烷萃取将其石蜡油洗涤干净，最后对其进行消除应力、热定型工段并收卷。本专利技术使用吹膜工艺来实现横向拉伸，可以较好的解决产品一致性问题跟各向拉伸倍率设置问题，相对湿法工艺，本专利技术的生产设备简单，生产工艺易于控制，由此在实现隔膜各项物性优异的情况下，同时较好解决产品一致性问题。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备系统一种实施例的系统图；图2是图1中挤出机和稳泡架的示意图；图3是图1中切割机构的示意图；图4是图3的仰视图；图5是锂离子电池隔膜进行拉伸强度和厚度的数据表。
[0016]图中：1
‑
挤出机、11
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输送段、12
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模头、2
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吹膜机构、21
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吹气管头、22
‑
稳泡架、23
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人字板、3
‑
切割机构、31
‑
切割平台、32
‑
切刀、4
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萃取槽、5
‑
干燥炉、6
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热定型装置、7
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收卷装置、8
‑
流延辊。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0018]如图1至图3所示，本专利技术一种实施例的基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备系统，包括沿隔膜传动方向依次设置的挤出机1、吹膜机构2、切割机构3、萃取槽4、干燥炉5、热定型装置6和收卷装置7，所述挤出机1包括输送段11和连接在输送段11末端的模头12，输送段11水平设置，模头12内具有环形出口，模头12的出口端向上设置，吹膜机构2包括从下到上依次设置的吹气管头21、稳泡架22和人字板23，模头12的出口端位于吹气管头21内，人字板23包括左右设置的挤出板，两个挤出板上端之间有供膜泡通过的缝隙，缝隙上方设有一对将油膜输送到切割机构3的流延辊8，切割机构3包括切割平台31和位于切割平台31起始端的切刀32，切刀32的刀口朝上设置。
[0019]如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：（1）下料挤出：通过下料系统对物料进行下料，利用挤出机对下料系统的来料进行输送、混合、熔融、塑化功能，挤出机将混合均匀的熔融体输送至模头，从模头挤出环状的油膜型坯；（2）吹膜冷却：油膜型坯进入吹膜机构的风环，风环将压缩空气通过吹膜机构的吹气管头注入油膜型坯，由此对油膜型坯进行横向的拉伸，环状油膜型坯形成管状的膜泡，吹膜过程中吹胀比至少为2，吹胀比是指：吹胀后膜泡的直径与挤出机模头挤出宽度之间的比值；膜泡吹胀后进行冷却，然后经过带有缝隙的人字板，通过人字板的缝隙将膜泡挤压成双层的片状油膜；（3）切割展开：将片状油膜冷却后，使用切刀对双层的片状油膜的一侧进行切割，将切割后油膜展开形成一层油膜；（4）纵向拉伸：将切割展开后的单层油膜先进行预热，再进行纵向拉伸，纵向拉伸比至少为2，拉伸后的对油膜进行冷却；（5）萃取干燥：将上一步得到的油膜送入装有二氯甲烷的萃取槽中，石蜡油从油膜的微孔结构中萃取出来；萃取后的油膜进入干燥炉进行干燥，将油膜上的二氯甲烷充分挥发；（6）定型收卷：将干燥后的隔膜进行热定型后进入收卷工段，得到隔膜产品。2.根据权利要求1所述的基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：吹膜冷却步骤得到的双层片状油膜中，单层油膜厚度在500
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1500μm之间。3.根据权利要求1所述的基于吹膜工艺的湿法锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：经过人字板缝隙形成的双层片状油膜从一对流延辊之间通过后，再进行切割展开...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨天乐，李博凯，汪鹏，金显明，胡学文，涂帆，
申请(专利权)人：中材锂膜宁乡有限公司，
类型：发明
国别省市：