CN112109414A - 一种聚丙烯膜层的热复合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯膜层的热复合方法，包括以下步骤：放卷：聚丙烯膜和铝箔复合膜分别通过放卷装置进入热复合设备；复合：聚丙烯膜和铝箔复合膜依次经过热复合设备的导辊、至少五个加热辊、至少一个冷却辊进行处理，得到铝塑膜，其中加热辊采用导热油加温的方式，油温控制为80‑190℃，冷却辊表面温度控制为30‑50℃；收卷：铝塑膜经由冷却辊后，通过导辊传送至后续切边以及收卷装置，即可。本发明提供的一种聚丙烯膜层的热复合方法，用于热熔胶树脂熔融粘结铝箔和聚丙烯膜的过程，实现动力电池剥离力的增强，以及耐电解液腐蚀性能的提高。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，更具体的说是涉及一种聚丙烯膜层的热复合方法。
背景技术
锂离子动力电池被誉为21世纪的“绿色化学能源”，在3C消费电子、动力电池、储能等许多领域得到了广泛应用，铝塑膜作为软包锂离子电池的关键材料，其含有很高的科技含量，铝塑膜的性能好坏直接决定了锂离子电池的质量。铝塑膜大致可以分为三层：内层为粘结层，多采用聚丙烯材料，起封口粘结作用，中间层为铝箔，能够防止电池外部水汽的渗入，同时防止内部电解液的渗出；外层为保护层，多采用高熔点的尼龙材料，有很强的机械性能，防止外力对电池的损伤，起保护电池的作用。
高质量铝塑膜的研制和开发是软包锂离子电池这一高新技术产品研制成功的关键，并且其作为软包锂离子电池的外壳，是构成软包锂离子电池的一个不可或缺的重要组成部分。但是目前对锂离子电池铝塑膜的改进大部分局限于对于某一物质的改进或者对于起到连接作用的胶粘剂的单一改进，而且改进之后得到的铝塑膜材料仍然存在耐电解液性能差的现象，以及粘结力、冲压成型性能受到一定的限制，进而导致锂离子电池使用寿命较短的问题。
目前还没有通过对聚丙烯膜层与铝箔面复合过程中设备及参数的改进，来实现增强锂离子动力电池剥离力，以及耐电解液腐蚀性能的报道，因此，如何提供一种聚丙烯膜层的热复合方法以解决上述缺陷是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种聚丙烯膜层的热复合方法，用于热熔胶树脂熔融粘结铝箔和聚丙烯膜的过程，实现动力电池剥离力的增强，以及耐电解液腐蚀性能的提高。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种聚丙烯膜层的热复合方法，包括以下步骤：
(1)放卷：聚丙烯膜和铝箔复合膜分别通过放卷装置进入热复合设备；
(2)复合：聚丙烯膜和铝箔复合膜依次经过热复合设备的导辊、至少五个加热辊、至少一个冷却辊进行处理，得到铝塑膜，其中加热辊采用导热油加温的方式，油温控制为80-190℃，冷却辊表面温度控制为30-50℃；
(3)收卷：铝塑膜经由冷却辊后，通过导辊传送至后续切边以及收卷装置，即可。
本发明通过对热复合设备运行过程中工艺参数的改进，可以使得薄膜在短时间内达到130℃以上，热熔胶树脂熔融粘结铝箔和聚丙烯两种材料，并且对膜的热复合过程在一个设备中即可完成，有效的克服了传统热复合设备不仅占地面积大而且膜层牵引过程不够连续导致膜的剥离力、耐电解液腐蚀能力较差的缺陷。
优选的，在上述一种聚丙烯膜层的热复合方法中，步骤(1)中聚丙烯膜与铝箔复合膜的放卷速度相同，均为8-65m/min。
上述技术方案的有益效果是：相同的放卷速度可以保证聚丙烯膜与铝箔复合膜复合的匹配程度，提高最终动力电池铝塑膜的品质，并且上述放卷速度可以使得产品的剥离力更好，若放卷速度过快则会影响产品的平整光滑度，放卷速度过慢则导致效率太低，影响工业化生产进程。
优选的，在上述一种聚丙烯膜层的热复合方法中，步骤(2)中所述热复合设备设置有六个加热辊。
优选的，在上述一种聚丙烯膜层的热复合方法中，步骤(2)所述热复合设备中加热辊导热油的温度依次设置为80℃-85℃-85℃-90℃-110℃-190℃。
优选的，在上述一种聚丙烯膜层的热复合方法中，步骤(2)所述热复合设备设置有两个冷却辊。
优选的，在上述一种聚丙烯膜层的热复合方法中，步骤(2)所述热复合设备中冷却辊的温度依次设置为50℃-30℃。
上述技术方案的有益效果是：使用温度梯度变化的方式可以使得膜层逐步升温或者降温，避免温度陡升或者陡降使得膜层产生褶皱，粘结复合力下降，影响最终产品的外观或者力学性能；并且上述温度的设置可以有效提高动力电池铝塑膜的剥离力和耐电解液腐蚀性能。
优选的，在上述一种聚丙烯膜层的热复合方法中，步骤(2)所述热复合设备中加热辊的压力为0.2-0.5MPa。
优选的，在上述一种聚丙烯膜层的热复合方法中，多个所述加热辊按照膜牵引运动方向从下到上等间距排列。
优选的，在上述一种聚丙烯膜层的热复合方法中，步骤(2)中膜经过所述加热辊时，膜的一侧与所述加热辊相接触、另一侧由胶辊进行挤压，并且所述胶辊的温度由背冷辊冷却。
上述技术方案的有益效果是：通过在背冷辊内添加冷却介质，可以有效降低胶辊的温度，避免由于长时间运行而导致温度过高，影响加热辊实际的温度，进而影响膜的性能。
优选的，在上述一种聚丙烯膜层的热复合方法中，步骤(2)中膜由加热辊牵引至冷却辊时，依次经过最后一个加热辊与热压辊的挤压、第一个冷却辊与冷压辊的挤压，可以进一步增强膜之间的粘结力。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种聚丙烯膜层的热复合方法，通过热复合设备与放卷装置、切边及收卷装置的配合，不仅能够实现膜的热复合，而且在不需要进行热复合的时候对热复合设备也不会产生影响，可以直接作为过渡装置实现膜的牵引；
另外本发明的热复合方法中各种辊轴在同一个设备内发挥作用，不仅节省了占地面积，而且各辊轴之间相互配合，运动及温度的变化不会相互影响，可以很好的对聚丙烯膜层进行热复合，增大最终得到的动力电池铝塑膜的剥离力和其耐电解液性能，使得冷却后动力电池铝塑膜的剥离力达到15N/15mm，并且经锂电池电解液浸泡24h后仍保有10N/15mm以上的剥离力，具有良好的耐电解液腐蚀性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的整体流程结构示意图；
图2附图为本发明热复合设备的结构示意图。
在图中：
1为放卷装置、2为热复合设备、21为导辊、22为加热辊、23为冷却辊、24为胶辊、25为背冷辊、26为热压辊、27为冷压辊、3为切边及收卷装置。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种聚丙烯膜层的热复合方法，包括以下步骤：
(1)放卷：聚丙烯膜和铝箔复合膜分别通过放卷装置1进入热复合设备；
(2)复合：聚丙烯膜和铝箔复合膜依次经过热复合设备2的导辊21、至少五个加热辊22、至少一个冷却辊23进行处理，得到铝塑膜，其中加热辊22采用导热油加温的方式，油温控制为80-190℃，冷却辊23表面温度控制为30-50℃；
(3)收卷：铝塑膜经由冷却辊23后，通过导辊21传送至后续切边以及收卷装置3，即可。
为了进一步优化上述技术方案，步骤(1)中聚丙烯膜与铝箔复合膜的放卷速度相同，均为8-65m/min。
为了进一步优化上述技术方案，步骤(2)中所述热复合设备2设置有六个加热辊22。
为了进一步优化上述技术方案，步骤(2)所述热复合设备2中加热辊22导热油的温度依次设置为80℃-85℃-85℃-90℃-110℃-190℃。
为了进一步优化上述技术方案，步骤(2)所述热复合设备2设置有两个冷却辊23。
为了进一步优化上述技术方案，步骤(2)所述热复合设备2中冷却辊23的温度依次设置为50℃-30℃。
为了进一步优化上述技术方案，步骤(2)所述热复合设备2中加热辊22的压力为0.2-0.5MPa。
为了进一步优化上述技术方案，多个所述加热辊22按照膜牵引运动方向从下到上等间距排列。
为了进一步优化上述技术方案，步骤(2)中膜经过所述加热辊22时，膜的一侧与所述加热辊22相接触、另一侧由胶辊24进行挤压，并且所述胶辊24的温度由背冷辊25冷却。
为了进一步优化上述技术方案，步骤(2)中膜由加热辊22牵引至冷却辊23时，依次经过最后一个加热辊22与热压辊26的挤压、第一个冷却辊23与冷压辊27的挤压。
实施例1
一种聚丙烯膜层的热复合方法，包括以下步骤：
(1)放卷：聚丙烯膜和铝箔复合膜分别通过放卷装置进入热复合设备，聚丙烯膜与铝箔复合膜的放卷速度相同，均为50m/min；
(2)复合：聚丙烯膜和铝箔复合膜依次经过热复合设备的导辊、六个加热辊、两个冷却辊进行处理，得到铝塑膜，其中加热辊采用导热油加温的方式，温度依次设置为80℃-85℃-85℃-90℃-110℃-190℃，加热辊的压力为0.3MPa，冷却辊温度依次设置为50℃-30℃；
(3)收卷：铝塑膜经由冷却辊后，通过导辊传送至后续切边以及收卷装置，即可。
实施例2
一种聚丙烯膜层的热复合方法，包括以下步骤：
(1)放卷：聚丙烯膜和铝箔复合膜分别通过放卷装置进入热复合设备，聚丙烯膜与铝箔复合膜的放卷速度相同，均为50m/min；
(2)复合：聚丙烯膜和铝箔复合膜依次经过热复合设备的导辊、五个加热辊、两个冷却辊进行处理，得到铝塑膜，其中加热辊采用导热油加温的方式，温度依次设置为80℃-85℃-90℃-110℃-190℃，加热辊的压力为0.3MPa，冷却辊温度依次设置为50℃-30℃；
(3)收卷：铝塑膜经由冷却辊后，通过导辊传送至后续切边以及收卷装置，即可。
实施例3
一种聚丙烯膜层的热复合方法，包括以下步骤：
(1)放卷：聚丙烯膜和铝箔复合膜分别通过放卷装置进入热复合设备，聚丙烯膜与铝箔复合膜的放卷速度相同，均为8-65m/min；
(2)复合：聚丙烯膜和铝箔复合膜依次经过热复合设备的导辊、四个加热辊、一个冷却辊进行处理，得到铝塑膜，其中加热辊采用导热油加温的方式，温度依次设置为80℃-85℃-110℃-190℃，加热辊的压力为0.2-0.5MPa，冷却辊温度依次设置为30℃；
(3)收卷：铝塑膜经由冷却辊后，通过导辊传送至后续切边以及收卷装置，即可。
本发明对实施例1-3经过热复合后得到的用于动力电池铝塑膜进行了性能测试，检测结果参见表1：
表1复合膜性能检测结果
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种聚丙烯膜层的热复合方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)放卷：聚丙烯膜和铝箔复合膜分别通过放卷装置进入热复合设备；
(2)复合：聚丙烯膜和铝箔复合膜依次经过热复合设备的导辊、至少五个加热辊、至少一个冷却辊进行处理，得到铝塑膜，其中加热辊采用导热油加温的方式，油温控制为80-190℃，冷却辊表面温度控制为30-50℃；
(3)收卷：铝塑膜经由冷却辊后，通过导辊传送至后续切边以及收卷装置，即可。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯膜层的热复合方法，其特征在于，步骤(1)中聚丙烯膜与铝箔复合膜的放卷速度相同，均为8-65m/min。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯膜层的热复合方法，其特征在于，步骤(2)中所述热复合设备设置有六个加热辊。
4.根据权利要求3所述的一种聚丙烯膜层的热复合方法，其特征在于，步骤(2)所述热复合设备中加热辊导热油的温度依次设置为80℃-85℃-85℃-90℃-110℃-190℃。
5.根据权利要求1所述的一种聚丙烯膜层的热复合方法，其特征在于，步骤(2)所述热复合设备设置有两个冷却辊。
6.根据权利要求5所述的一种聚丙烯膜层的热复合方法，其特征在于，步骤(2)所述热复合设备中冷却辊的温度依次设置为50℃-30℃。
7.根据权利要求1、3或4任一项所述的一种聚丙烯膜层的热复合方法，其特征在于，步骤(2)所述热复合设备中加热辊的压力为0.2-0.5MPa。
8.根据权利要求1、3或4任一项所述的一种聚丙烯膜层的热复合方法，其特征在于，多个所述加热辊按照膜牵引运动方向从下到上等间距排列。
9.根据权利要求1所述的一种聚丙烯膜层的热复合方法，其特征在于，步骤(2)中膜经过所述加热辊时，膜的一侧与所述加热辊相接触、另一侧由胶辊进行挤压，并且所述胶辊的温度由背冷辊冷却。
10.根据权利要求1所述的一种聚丙烯膜层的热复合方法，其特征在于，步骤(2)中膜由加热辊牵引至冷却辊时，依次经过最后一个加热辊与热压辊的挤压、第一个冷却辊与冷压辊的挤压。
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