[发明专利]一种低成本高品质锂离子电池隔膜涂覆工艺

说明书

本发明提出了一种低成本高品质锂离子电池隔膜涂覆工艺，包括以下步骤：基膜放卷，将聚乙烯或聚丙烯隔膜作为基膜，并将基膜放在放卷机上进行放卷，基膜厚度规格在9‑40μm之间，孔隙率在30%‑70%之间，基膜的放卷速度为40m/min，基膜去应力，未涂层基膜经导辊进入到去应力热烘箱中，热烘箱中按照上二下三等距布置五个导辊，隔膜在热烘箱中的停留时间在2‑15秒之间，通过电加热循环热风来进行加热。该低成本高品质锂离子电池隔膜涂覆工艺，可以通过前端增加隔膜去应力和纠偏装置改进隔膜的铺展性，并且能通过烘干阶段的废热再利用措施降低能耗，还可以通过新增加的换卷装置降低基膜和浆料的损耗和浪费，从而降低涂覆隔膜的成本。

技术领域

本发明涉及锂离子电池制作技术领域，具体为一种低成本高品质锂离子电池隔膜涂覆工艺。

背景技术

隔膜作为锂离子电池内部重要的组件之一，其不仅能够隔离正负极防止短路，同时又可使锂离子自由通过，其高温熔融特性使其成为决定锂离子电池安全性的重要因素之一，隔膜在锂离子电池中的重要性不言而喻。目前市场上常用的锂离子电池隔膜制备原料主要是聚烯烃（聚乙烯或聚丙烯）材质，其熔点范围只有130-180℃，而锂离子电池特别是动力离子电池在大功率输出或短路时瞬间就会放出大量的热，为了进一步保证锂离子电池的安全性，一般都是在聚烯烃隔膜表面涂覆一层在高温下可发生体积变形的纳米无机陶瓷材料，这种在锂离子电池隔膜表面涂覆陶瓷层的处理工艺简称隔膜涂布，目前常见的涂覆工艺中涂布效果的好坏与隔膜的品质有密切的关系，隔膜的内应力和厚度均匀性涂覆效果就好，如果隔膜厚度不均匀或者隔膜起皱，在涂布过程的就会出现基膜走偏或者涂层不均匀的现象，另外由于隔膜涂覆时更换基膜卷时往往都需要停车进行，再次开车还会有一段稳定期，在此过程中会造成隔膜和涂覆浆料的浪费，进而增加隔膜涂覆的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种低成本高品质锂离子电池隔膜涂覆工艺，可以通过前端增加隔膜去应力和纠偏装置改进隔膜的铺展性，并且能通过烘干阶段的废热再利用措施降低能耗，还可以通过新增加的换卷装置降低基膜和浆料的损耗和浪费，从而降低涂覆隔膜的成本，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提出：一种低成本高品质锂离子电池隔膜涂覆工艺，包括以下步骤：

1）基膜放卷：将聚乙烯或聚丙烯隔膜作为基膜，并将基膜放在放卷机上进行放卷，基膜厚度规格在9-40μm之间，孔隙率在30%-70%之间，基膜的放卷速度为40m/min；

2）基膜去应力：未涂层基膜经导辊进入到去应力热烘箱中，热烘箱中按照上二下三等距布置五个导辊，隔膜在热烘箱中的停留时间在2-15秒之间，通过电加热循环热风来进行加热，控温在40-80℃，热风风量在50-300m³/h，电加热功率在5-20Kw，上下布风采用孔板结构，通过进出热烘箱前后的速度差来时实现内应力的消除，前后的速比在0.90-0.99之间；

3）纠偏：隔膜出去应力热烘箱后采用锥形纠偏托辊来防止隔膜走偏，通过调节托辊的角度来实现基膜的走向；

4）浆料涂覆：隔膜涂覆工序中，采用的是微凹版辊作为浆料携带装置与基膜接触使陶瓷浆料均匀涂敷于基膜表面，涂层厚度为2μm；

5）烘干：涂覆隔膜进入热烘箱中去除表现携带的水分，四级热烘箱的温度分别为：第一级20-30℃，第二级30-50℃，第三级40-60℃，第四级50-80℃，热风循环量在60-300m³/h，逐级排废换热的风量在20-100m³/h，出热烘箱隔膜的含水量低于0.5%；

6）涂覆隔膜收卷：将烘干的涂覆隔膜绕在通过气涨轴夹持的纸辊上，并控制收卷速度为38m/min。

作为本发明的一种优选技术方案：步骤4中，陶瓷浆料中的无机纳米粒子主要是三氧化二铝、硫酸钡、勃姆石等中的一种或两种，固含量为30%-50%。