[发明专利]一种电池隔膜的生产设备及隔膜

说明书

本发明公开了一种电池隔膜的生产设备，包括：放卷装置，用于将极片按预定速度沿导向轴送出；挤出装置，用于将隔膜原料微粒通过模头均匀平铺至所述极片表面；加热装置，用于将隔膜原料微粒进行加热处理；辊压装置，包括第一压辊与第二压辊，用于辊压隔膜原料微粒与所述极片，形成与极片复合的隔膜；收卷装置，用于将复合隔膜极片收束成卷。本发明的生产设备通过在极片表面均匀平铺隔膜原料微粒取代了现有作为电池隔膜的聚乙烯隔膜或聚丙烯隔膜，得到的隔膜厚度更薄，使得使用隔膜的电池的能量密度更高；隔膜和极片界面接触更紧密，更有利于电解液的浸润和扩散，同时缩短了锂离子的传输路径，所得到的锂离子电池性能更优。

发明领域

本发明属于电池隔膜技术领域，尤其涉及一种电池隔膜的生产设备及隔膜。

背景技术

2021年国家明确的提出了碳达峰和碳中和的具体目标，全球65％的经济体也公布了自己国家对碳中和的具体计划。锂离子电池作为新的能源载体，对碳排放的降低起着至关重要的作用。从九十年代至今，电池技术已经取得了重大进步，各项技术均已进入平台期，但电池的能量密度和成本仍是制约其发展的关键因素。作为电池主要组件之一的隔膜一直都是电池的关键组成部分，其成本约占电芯成本的20％，同时因为隔膜不参与电化学反应，所以隔膜的厚度直接影响着电池的能量密度。

现有隔膜生产设备是将聚乙烯或聚丙烯等树脂材料复合拉伸制成隔膜，但是生产出的隔膜厚度大，占据了电芯大部分体积，影响着电池的能量密度，且生产成本高，生产效率低，同时很难在保证隔膜机械强度的基础上进一步降低隔膜的厚度，满足电池的能量密度的性能需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电池隔膜的生产设备及隔膜，解决现有隔膜设备生产成本高，设备生产出的隔膜厚度厚，生产效率低的问题，使生产设备简单，工艺易控制，生产出的隔膜更薄，能显著提升电池的能量密度，降低电池的成本。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种电池隔膜的生产设备，包括依次设置的放卷装置、挤出装置、加热装置、辊压装置和收卷装置：其中，

所述放卷装置，用于将极片按预定速度沿导向轴送出；

所述挤出装置，用于将隔膜原料微粒通过模头均匀平铺至所述极片表面；

所述加热装置，用于将所述隔膜原料微粒进行加热处理；

所述辊压装置，包括第一压辊与第二压辊，用于辊压所述隔膜原料微粒与所述极片，形成与所述极片复合的隔膜；

所述收卷装置，用于将复合隔膜极片收束成卷。

其中，所述放卷装置置于生产设备前端，所述挤出装置、所述加热装置与所述辊压装置置于设备中间位置且依次排列，所述收卷装置置于生产设备的末端。放卷装置将所述极片按预定速度送至所述挤出装置的所述模头下方，由所述挤出装置将所述隔膜原料微粒均匀平铺至所述极片表面，再经过所述加热装置对所述隔膜原料微粒进行预热后，送至所述辊压装置进行辊压后，由所述收卷装置将所述复合隔膜极片收束成卷。所述极片包括：集流体，所述集流体包括铜箔或铝箔；活性物质，包括正极活性物质或负极活性物质。所述隔膜由所述隔膜原料微粒制成，其中，所述隔膜原料微粒由耐热颗粒、粘接颗粒和溶剂相互混合干燥得来，其中，所述粘接颗粒溶于所述溶剂。所述复合隔膜极片包括所述极片与所述极片表面的所述隔膜。

作为所述电池隔膜的生产设备的进一步改进，所述放卷装置的线速度为0.2m/min～10m/s。在上述线速度范围，所述挤出装置能够很好地将所述隔膜原料微粒均匀平铺至所述极片表面。速度过快会导致所述隔膜原料微粒散播到空气中，污染工作环境，浪费材料；速度过慢则会使得所述隔膜原料微粒在所述极片上堆积，造成最终成型的所述隔膜厚度较大。

作为所述电池隔膜的生产设备的进一步改进，所述模头为狭缝式模头，能够使所述隔膜原料微粒均匀流出，避免了所述隔膜原料在所述极片上形成中间高两边低的不平整的堆积。