[发明专利]一种改善隔膜涂层不均的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于隔膜技术领域，尤其涉及一种改善隔膜涂层不均的方法和装置。

背景技术

隔膜是锂离子电池中常用的组件，其主要作用是使正极片和负极片分隔开来，防止两电极接触而造成的短路，此外隔膜还具有使电解质离子通过的功能。隔膜的性能决定了电池的界面结构和内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等。

为了提高电池的安全性能，业界的普遍做法是在隔膜表面涂覆一层陶瓷涂层，以提高隔膜的耐热收缩性，防止隔膜收缩造成大面积短路。另外，陶瓷热传导率低，防止电池中的某些热失控点扩大形成整体热失控。

目前，陶瓷隔膜的制备工艺一般是：将隔膜基体从放卷辊上放出，然后在隔膜基体上涂覆含有溶剂的湿陶瓷涂层，再经过干燥，使溶剂挥发，即可在隔膜基体上形成陶瓷涂层，最后进行收卷，即完成陶瓷隔膜的制备。

但是，采用此工艺生产出来的陶瓷隔膜上的涂层存在着涂布不均的现象，这是因为：第一，隔膜基体本身在TD方向上存在着厚度的微观不均值，即在横向方向上，有的地方稍厚，有的地方稍薄，在隔膜基体上涂布陶瓷涂层后，这种厚薄不均的现象会发生堆叠，在涂层上就表现出明显的“鼓包”和“沟痕”，即形成“波浪形”外观；第二，陶瓷涂层在未干燥前是处于流动的状态的，这也容易造成涂层涂布不均匀的现象发生。将这种具有“波浪形”外观的陶瓷隔膜收卷后，会形成明显的堆叠现象，即厚的地方与厚的地方堆叠在一起，薄的地方与薄的地方堆叠在一起，从而形成厚度不均的叠加效应。

这种涂布不均的现象会导致陶瓷隔膜难与正极片和负极片紧密接触，从而会导致电池的能量密度降低，而如果在组装成电池后，再用力下压电池，使隔膜与正极片和负极片紧密接触，隔膜上的涂层则容易发生脱落，影响电池性能的发挥。

有鉴于此，确有必要提供一种改善隔膜涂层不均的方法和装置，以减少涂布后的陶瓷隔膜上的“鼓包”和“沟痕”，提高陶瓷隔膜的平整度，使得陶瓷隔膜与正极片和负极片紧密接触，在提高电池安全性的情况下保证电池的能量密度。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种改善隔膜涂层不均的方法，以减少涂布后的陶瓷隔膜上的“鼓包”和“沟痕”，提高陶瓷隔膜的平整度，使得陶瓷隔膜与正极片和负极片紧密接触，在提高电池安全性的情况下保证电池的能量密度。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种改善隔膜涂层不均的方法，控制器控制放卷电机动作，放卷电机驱动放卷辊进行左右摇摆，使得放卷辊上的隔膜基体随着放卷辊一同摇摆，然后在隔膜基体上涂覆陶瓷涂层，经干燥后进行收卷。

作为本发明改善隔膜涂层不均的方法的一种改进，摇摆的频率为隔膜基体每前进10m ~500m摇摆一次。

作为本发明改善隔膜涂层不均的方法的一种改进，摇摆的幅度为左右摇摆1mm~200mm。

作为本发明改善隔膜涂层不均的方法的一种改进，所述放卷辊上安装有纠偏装置，在隔膜基体的前进过程中，纠偏装置感应隔膜基体的边缘并将信号传输给控制器，控制器再控制放卷电机的动作，使涂布后的隔膜收卷平整。

相对于现有技术，本发明通过采用放卷摇摆的方法，可以将隔膜基体的微观不均值打散、离散，避免厚薄不均的现象在经过涂布和收卷后不断累积，使得隔膜基体厚的地方涂布的陶瓷涂层较薄，而隔膜基体薄的地方涂布的陶瓷涂层较厚，从而有效地减轻明显的“鼓包”和“沟痕”，最大程度地减轻隔膜厚度差所产生的堆叠效应，消除收卷后宏观上的“波浪形”外观，从而大大减少薄膜涂布、收卷后出现的堆叠现象，减少隔膜全跨距的外径差，提高薄膜的平整度，使得陶瓷隔膜与正极片和负极片紧密接触，在提高电池安全性的情况下保证电池的能量密度。

也就是说，微观上，在隔膜基体的横向方向上一般会呈现具有波峰（厚度较大的部分）和波谷（厚度较小的部分）的波浪形，在现有技术的隔膜涂布工艺中，波峰处的涂层和波谷处的涂层就很难达到均一的状态，而且，由于陶瓷涂层在未干燥前是处于流动的状态的，这就更加加剧了涂层涂布不均匀的现象。而通过本发明的放卷摇摆，则可以使得波峰的涂层厚度较薄，而波谷处的涂层厚度则较厚，从而可以有效地减轻明显的“鼓包”和“沟痕”，在将隔膜收卷后，宏观上就可以大大减少波峰与波谷的出现，从而使得涂布后的陶瓷隔膜卷呈现出平整的外观。