CN111916625A - 一种用于电动电池的涂胶隔膜及其制作方法 - Google Patents
一种用于电动电池的涂胶隔膜及其制作方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于电动电池的涂胶隔膜及其制作方法，包括采用专用凹版辊将涂胶浆料涂覆在高分子基膜上，所采用的凹版辊的表面按阵列均布着环形凹槽。本发明通过特制的凹版辊所制作的涂胶隔膜上的涂胶层具有中间间隙，避免胶粒溶胀过程中堵塞隔膜孔，避免电池失效的可能性。
Description
技术领域
本发明属于电动电池制作领域，具体涉及一种用于电动电池的涂胶隔膜及其制作方法。
背景技术
锂电池中在铝壳体和电芯表面具有一层涂胶，该层涂胶通过粘附在隔膜表面贴附在电芯外表面，这层涂胶一方面能够提供隔膜与电极之间的黏结力，让电芯整形更容易，更方便放入铝壳，另一方与基片很好黏结，在电池化成过程中不容易被产气冲开避免短路，同时能够让整个电芯有比较低内阻，电芯也具有比较好循环寿命。但是目前市场上采用的涂胶都是满涂，胶粒之间距离太近，进入电池内部后，由于电解液对胶粒的溶胀作用，导致胶粒体积增大，胶粒之间的空隙进一步缩小，导致部分隔膜孔被溶胀后的胶粒堵死，导致电池失效。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种用于电动电池的涂胶隔膜及其制作方法。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种用于电动电池的涂胶隔膜的制作方法，包括采用专用凹版辊将涂胶浆料涂覆在高分子基膜上，所采用的凹版辊的表面按阵列均布着环形凹槽。
作为本发明的进一步改进，所述环形凹槽的深度为5-500um，所述环形槽的内径为5-500um，所述环形槽的外径为10-1000um，相邻两个环形凹槽圆心之间的间距为10-1000um。
作为本发明的进一步改进，所述的涂胶浆料中所使用的胶粒的粒径为0.1-10um，采用PVDE制作所述的胶粒。
作为本发明的进一步改进，所述的胶粒在涂胶浆料中的溶胀率为小于90％。
作为本发明的进一步改进，采用陶瓷涂布机将所述的涂胶浆料涂覆在高分子基膜上，所述的凹版辊为安装在涂布机上的陶瓷凹版辊。
本发明还提供了一种用于电动电池的涂胶隔膜，根据以上方法制作而成，隔膜上涂胶层具有按阵列排布的环形间隙，间隙的隙宽为2.5-250um。
本发明的有益效果：本发明通过特制的凹版辊所制作的涂胶隔膜上的涂胶层具有中间间隙，避免胶粒溶胀过程中堵塞隔膜孔，避免电池失效的可能性。
附图说明
图1为本发明所采用的凹版辊或制作的成品涂胶隔膜表面涂胶层的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
具体的本发明通过以下步骤进行涂胶隔膜的制备
(1)制备涂胶浆料
将胶粒、分散剂、润湿剂、防沉剂、粘结剂、增稠剂和水按质量比1：0.01-0.1：0.002-0.02：0.01-0.08：0.08-0.8：1-6的比例混合。
其中，所使用的胶料选用PVDF制作的，粒径大小为0.1-10μm的胶粒。涂胶浆料中的其它成分为配置涂胶胶料的常见化学物质，具体如表1所示。
表1：涂胶浆料中其它成分选料
(2)准备制作专用凹版辊
本发明采用的是日本富士公司生产的辊式陶瓷涂布机，如图1所示所采用的凹版辊的结构，其表面按阵列均布着环形凹槽，在尺寸设计上所述环形凹槽的深度为5.0-500um，所述环形槽的内径R1为5.0-500um，所述环形槽的外径R2为10-1000μm，相邻两个环形凹槽圆心之间的间距R3为20-2000μm。涂覆时胶粒涂覆在非环形区域所对应的位置，通过控制圆环之间的距离和圆环的内外径，为胶粒提供足够的溶胀空间来避免因为胶粒的溶胀导致隔膜的堵孔。
在以上的数据中，R1、R2和R3决定了所形成的隔膜涂胶层上的环形间隙的隙款和环形间隙所占有的面积比例。
另在配置涂胶浆料需将胶粒的溶胀率控制在90％以下，以避免出现阻塞情况。
(3)涂覆作业
将PP/PE等高分子基膜平铺在涂覆机的表面，按每片0.2-2.0g/㎡的面密度将涂料浆料涂覆在高分子基膜表面完成涂胶层的制作。
结果分析：
根据以上步骤，按表2所测试的不同实施例的凹版辊结构所制备的涂胶隔膜的透气率的变化：
表2：不同实施例所制备的涂胶隔膜的透气率
| 实施例 | 凹槽深度(um) | R1(um) | R2(um) | R3(um) | 胶粒粒径(um) | 透气率(s/100ml) |
| 对照组 | 50 | |||||
| 1 | 5 | 5 | 10 | 20 | 0.1 | 10.3 |
| 2 | 5 | 5 | 10 | 50 | 0.1 | 23.1 |
| 3 | 5 | 250 | 500 | 1000 | 0.1 | 13.1 |
| 4 | 250 | 250 | 500 | 1000 | 5 | 12.6 |
| 5 | 250 | 250 | 500 | 2000 | 5 | 24.7 |
| 6 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 5 | 13.7 |
| 7 | 500 | 500 | 1000 | 2000 | 5 | 13.5 |
| 8 | 500 | 500 | 1000 | 2000 | 10 | 25.4 |
以上实施例中，均采用胶粒的溶胀率为75％浆料，每片按1.0g/㎡的面密度制作的涂胶层。
如表2所示的数据可以看出，相比于现有技术，采用本发明所制作的涂胶隔膜的透气值50s/100ml变化至至少25s/100ml。由于隔膜的透气值越大，电池内部内阻至升高越快，锂电池的极化趋势增加，进而影响电池的性能，故通过采用本发明方法所制作的隔膜的透气值要明显的优于现有技术中的，能够有效的提高锂电池的性能。
且由表2中的数据可以看出对于凹槽的深度、环形间隙的隙宽、间隙所占面积比以及间隙宽与胶粒粒径比四个参数量，环形间隙的隙宽、间隙所占面积比对透气率影响最大，即通过调节凹版辊上关于R1、R2和R3三个参数能够有效的调节隔膜的透气性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种用于电动电池的涂胶隔膜的制作方法，其特征在于：包括采用凹版辊将涂胶浆料涂覆在高分子基膜上，所采用的凹版辊的表面按阵列均布着环形凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种用于电动电池的涂胶隔膜的制作方法，其特征在于：所述环形凹槽的深度为5-500um，所述环形槽的内径为5-500um，所述环形槽的外径为10-1000um，相邻两个环形凹槽圆心之间的间距为10-1000um。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于电动电池的涂胶隔膜的制作方法，其特征在于：所述的涂胶浆料中所使用的胶粒的粒径为0.1-10um，采用PVDE制作所述的胶粒。
4.根据权利要求3所述的一种用于电动电池的涂胶隔膜的制作方法，其特征在于：所述的胶粒在涂胶浆料中的溶胀率为小于90%。
5.根据权利要求1所述的一种用于电动电池的涂胶隔膜的制作方法，其特征在于：采用陶瓷涂布机将所述的涂胶浆料涂覆在高分子基膜上，所述的凹版辊为安装在涂布机上的陶瓷凹版辊。
6.采用权利要求1-5任一项所述的方法制作的一种用于电动电池的涂胶隔膜，其特征在于：隔膜上涂胶层具有按阵列排布的环形间隙，间隙的隙宽为2.5-250um。
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| CN112751137A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-04 | 远景动力技术(江苏)有限公司 | 一种设置隔膜涂胶层的方法 |
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| CN114665218A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-06-24 | 中材锂膜有限公司 | 电池隔膜及其制备方法和电池 |
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