CN105444799A - 一种恒张力萃取湿法油膜的检测装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

对于湿法锂离子电池微孔膜，影响整个萃取过程的最重要的一个因素就是萃取张力，张力太大会使油膜在萃取过程中进行再一次纵向低温拉伸，会直接影响微孔膜的性能，如热收缩、孔径，而且张力过大还会使油膜在横向方面收缩变大，影响大膜的幅宽进而影响大膜的产量；张力太小，油膜容易起皱、跑偏，直接影响微孔膜的外观，张力再小甚至还会在辊筒上倒卷，最终影响大膜的产量。克服上述缺点，本发明提供了一种恒张力萃取湿法油膜的检测装置及方法，可以提供不同张力下萃取湿法油膜的测试数据，对湿法生产线的湿法油膜萃取应该需要多大张力有一定的参考意义。

Description

一种恒张力萃取湿法油膜的检测装置及其使用方法

技术领域

本发明所制造的聚烯烃微孔膜可用于电池、电容器、空气过滤及生物医用等领域，尤其是涉及一种恒张力萃取湿法油膜的检测装置及方法。

技术背景

锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应且对环境友好等优点，已经获得越来越广泛的应用。作为锂离子电池关键组件之一的锂离子电池微孔膜对电池的能量密度、功率密度、循环寿命和安全性有着直接的影响。绝大部分微孔膜是采用聚烯烃材料为原料，使用干法工艺(单向拉伸和双向拉伸)和湿法工艺(热致相分离法)及静电纺丝工艺技术。其中，湿法工艺有一个重要的工序——萃取，即用低沸点、易挥发性的萃取剂将湿法油膜中的高沸点、低挥发性的稀释剂萃取出来，然后通过干燥将萃取剂蒸发后得到聚烯烃微孔膜。

然而影响整个萃取过程的最重要的一个因素就是萃取张力，张力太大会使油膜在萃取过程中进行再一次纵向低温拉伸，会直接影响微孔膜的性能，如热收缩、孔径，而且张力过大还会使油膜在横向方面收缩变大，影响大膜的幅宽进而影响大膜的产量；张力太小，油膜容易起皱、跑偏，直接影响微孔膜的外观，张力再小甚至还会在辊筒上倒卷，最终影响大膜的产量。

发明内容

为克服上述缺点，本发明提供了一种恒张力萃取湿法油膜的检测装置及方法，可以提供不同张力下萃取湿法油膜的测试数据，对湿法生产线的湿法油膜萃取应该需要多大张力具有重要的参考意义。

本发明是通过以下技术方案实现的，一种恒张力萃取湿法油膜的检测装置，包括两对的夹具和超声波清洗机，上夹具与拉力计连接，下夹具与砝码连接，前述部件均设置在超声波清洗机内。

优选地，所述夹具为两块不锈钢板，并且两块不锈钢板通过螺丝固定。

优选地，所述上下夹具用于固定的螺丝数量各为2～4个。其中，螺丝数量为1个时，达到相应的固定效果，螺丝数量超过4个装卸螺丝费时费力，最优选为3个。

优选地，所述上夹具与拉力计通过不锈钢棒的间接方式连接，上夹具通过细绳和不锈钢棒连接，拉力计通过细绳和不锈钢棒连接。优选地，所述下夹具与砝码通过不锈钢棒的间接方式连接，下夹具通过细绳和不锈钢棒连接，砝码通过细绳和不锈钢棒连接。上下夹具通过不锈钢棒间接方式连接，检测时更容易达到平衡状态。

优选的，所述的超声波清洗机为耐萃取剂且带有计时功能的超声波清洗机。

优选的，所述的湿法油膜是由聚烯烃熔融后经过模头、铸片冷却形成厚片，再经过双向拉伸得到的。

优选的，所述的不锈钢板和螺丝必须为耐萃取剂的，更优选为316材料的不锈钢板和螺丝。

优选的，所述的不锈钢板必须是平整的，否则无法很好的夹住湿法油膜。

优选的，所述的细绳必须为耐萃取剂的，更优选为PP材质的细绳。

一种恒张力萃取湿法油膜的检测装置使用方法：

1)沿着纵向方向裁取一个长方形的湿法油膜，再在油膜的两端各打至少2个适合螺丝直径的孔；

2)把油膜的两端固定在检测装置上，并连接好检测装置；

3)把安装好油膜的检测装置悬挂在超声波清洗机内；

4)加入足够量的萃取剂确保完全浸没湿法油膜；

5)开启超声波清洗机和计时器对湿法油膜进行萃取。

优选的，所述的萃取剂为低沸点、易挥发的溶剂，如己烷、庚烷、癸烷、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮一种或两种以上的混合物。

本发明的有益效果在于，可以模拟不同张力和不同萃取时间下的湿法油膜收缩情况及微孔膜的微观结构变化，能够提供定量数据，对湿法生产线萃取湿法油膜应该需要多大张力有重要的参考意义。

附图说明

图1是实施例1恒张力萃取湿法油膜的检测装置整体结构示意图；

图2是实施例1恒张力萃取湿法油膜的检测装置整体结构示意图；

图3是湿法油膜裁剪示意图；

图4是恒张力萃取湿法油膜后经过热处理得到的微孔膜的SEM图。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但是所述实施方式并不用于限定本发明。

实施例1

如图1和3所示，一种恒张力萃取湿法油膜的检测装置，包括超声波清洗机9，内部设置一个测试湿法油膜5张力的装置，这个检测装置浸没在一定量的二氯甲烷萃取剂6中，这个检测装置是用6个螺丝7和4块不锈钢板4将湿法油膜5的两端固定，然后下面通过细绳3连接一个砝码8，上面通过细绳3连接一个拉力计1。

实施例2

如图2和3所示，一种恒张力萃取湿法油膜的检测装置，包括超声波清洗机9，内部设置一个测试湿法油膜5张力的装置，这个检测装置浸没在一定量的二氯甲烷萃取剂6中，这个检测装置是用6个螺丝7和4块不锈钢板4将湿法油膜5的两端固定，然后在其两端设置有细绳3和不锈钢棒2，下面的不锈钢棒2通过细绳3连接一个砝码8，上面的不锈钢棒2通过细绳3连接一个拉力计1。

具体实施时，螺丝7和不锈钢板4一定要平整且牢牢固定住湿法油膜5，然后在其两端一定要设置相同长度的细绳3和不锈钢棒4，确保下面一致，最后在连接砝码和拉力计，以上一个测试湿法油膜5张力的装置设备完毕，将其悬挂至超声波清洗机内，加入足够量的二氯甲烷萃取剂6确保完全浸没湿法油膜5，开启超声波清洗机进行定时萃取5分钟。

湿法油膜5的张力计算公式为：

张力＝(砝码的重量+不锈钢棒的重量+2块不锈钢板的重量+3个螺丝的重量)*g＝拉力计的读数-(不锈钢棒的重量+2块不锈钢板的重量+3个螺丝的重量)*g

备注：

1、g约等于9.8N/Kg，为方便计算，g也可以取10N/Kg；

2、细绳的重量很小，可以忽略不计，故没有放入张力的计算公式内。

在测试过程中根据实际的需要，测试不同张力和不同萃取时间的湿法油膜5萃取后的收缩比和微孔结构的变化，能够提供一系列的数据用于指导湿法生产线的萃取湿法油膜的工艺。

对比例1

分别使用实施1和实施2的检测装置，然后各自检测10个样品，计算其达到平衡状态所需时间，然后去除最大最小值，取算数平均值作为最终样品穿刺强度数据，具体如下表1所示：

表1

实施例	连接方式	平衡状态所需时间(s)
			1	通过细绳直接连接	19
2	通过不锈钢棒间接连接	6

由表1可知，对于本发明优选的技术方案，采用不锈钢棒间接连接方式，与通过细绳直接连接相比，更容易达到平衡状态，可以大大提高检测效率，对于生产流水线作业具有重要意义。

以上是对本发明一种恒张力萃取湿法油膜的检测装置及方法进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种恒张力萃取湿法油膜的检测装置，包括两对的夹具和超声波清洗机，上夹具与拉力计连接，下夹具与砝码连接，前述部件均设置在超声波清洗机内。

2.根据权利要求1所述检测装置，其特征在于，所述夹具为两块不锈钢板，并且两块不锈钢板通过螺丝固定。

3.根据权利要求2所述检测装置，其特征在于，所述用于固定上下夹具的螺丝数量分别为2～4个。

4.根据权利要求1所述检测装置，其特征在于，所述上夹具与拉力计通过不锈钢棒的间接方式连接，上夹具通过细绳和不锈钢棒连接，拉力计通过细绳和不锈钢棒连接。

5.根据权利要求1所述检测装置，其特征在于，所述下夹具与砝码通过不锈钢棒的间接方式连接，下夹具通过细绳和不锈钢棒连接，砝码通过细绳和不锈钢棒连接。

6.根据权利要求1所述检测装置，其特征在于，所述的超声波清洗机为耐萃取剂，且带有计时功能的超声波清洗机。

7.根据权利要求2所述检测装置，其特征在于，所述不锈钢板和螺丝为耐萃取剂的316材料。

8.根据权利要求4或5所述检测装置，其特征在于，所述细绳为耐萃取剂的PP材质。

9.一种恒张力萃取湿法油膜的检测装置使用方法：

1)沿着纵向方向裁取一个长方形的湿法油膜，再在油膜的两端各打至少2个适合螺丝直径的孔；

2)把油膜的两端固定在检测装置上，并连接好检测装置；

3)把安装好油膜的检测装置悬挂在超声波清洗机内；

4)加入足够量的萃取剂确保完全浸没湿法油膜；

5)开启超声波清洗机和计时器对湿法油膜进行萃取。

10.根据权利要求9所述使用方法，其特征在于，所述萃取剂为低沸点、易挥发的溶剂，选自己烷、庚烷、癸烷、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮一种或两种以上的混合物。