CN114094278B - 一种锂离子电池隔膜干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池隔膜干燥装置，其包括干燥箱，橡胶展平辊，温控辊，针箍热辊，剥离辊，牵引辊，热风补风系统和排风系统，所述橡胶展平辊靠近干燥箱的入口区安装，牵引辊靠近干燥箱的出口区安装，在橡胶展平辊和针箍热辊之间安装有温控辊，在针箍热辊的下方且牵引辊的前方安装有剥离辊，隔膜进入干燥箱后依次经过橡胶展平辊，温控辊，针箍热辊，剥离辊和牵引辊，所述针箍热辊的两端设置有用于固定隔膜两端的针箍，所述热风补风系统用于向干燥箱内吹热风干燥隔膜光面，所述排风系统用于排出干燥箱内气体。本发明消除了隔膜两侧暗色条纹的情况，提升了锂离子电池隔膜的外观品质，减少了隔膜产品的浪费。

Description

一种锂离子电池隔膜干燥装置

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池隔膜干燥装置，属于锂离子电池隔膜生产制造技术领域。

背景技术

伴随着全球能源供给结构的调整优化，我国产业转型升级，大力发展绿色清洁能源，构建清洁低碳安全高效能源体系趋势，锂电能源、光伏能源等清洁替代传统的煤炭、石油能源大势所趋。作为首当其冲的锂电能源领域早就成为了各国逐鹿竞争的角斗场。

锂离子电池的主要有正极、负极、电解液和隔膜四大构件，锂离子电池隔膜作为锂电池重要的组件，在锂电池中起着隔绝正负极材料，并且为锂离子在正负极间进行交换流通提供三维的孔洞通道的作用。

锂离子电池隔膜常用湿法工艺制备，即热致相分离法，将液态烃或小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热后形成均匀的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜片，再将膜片进行双向拉伸使分子链取向，再用易挥发物质二氯甲烷将油膜中白油萃取，经过烘干后制备出相互贯通的微孔膜。

在湿法工艺中，隔膜从萃取槽出来后，其表面及内部微孔中含有大量的二氯甲烷及水。需对湿膜附着的二氯甲烷进行干燥处理以获得干燥的微孔膜。当前主流的湿法隔膜二氯甲烷干燥方法是通过热辊或带有加热风的风刀对隔膜进行干燥，干燥过程中隔膜遇热会由于其分子链的热运动进而产生隔膜两侧收缩褶皱，影响隔膜两侧二氯甲烷的挥发效果，产生隔膜两侧暗色条纹的情况，目前主要通过牺牲两侧有效卷利用率将两侧边部暗条纹部分隔膜切除，但这却造成了极大的成本浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池隔膜干燥装置，以克服当前现有技术存在的不足。

本发明采取的技术方案是：一种锂离子电池隔膜干燥装置，其包括干燥箱，橡胶展平辊，温控辊，针箍热辊，剥离辊，牵引辊，热风补风系统和排风系统，所述橡胶展平辊，温控辊，针箍热辊，剥离辊，牵引辊均安装在干燥箱内，其中所述橡胶展平辊靠近干燥箱的入口区安装，所述牵引辊靠近干燥箱的出口区安装，在橡胶展平辊和针箍热辊之间安装设置有所述温控辊，在针箍热辊的下方且牵引辊的前方安装设置有所述剥离辊，隔膜进入干燥箱后依次经过橡胶展平辊，温控辊，针箍热辊，剥离辊和牵引辊，所述针箍热辊的两端设置有用于固定隔膜两端的针箍，所述热风补风系统用于向干燥箱内吹热风干燥隔膜光面，所述排风系统用于排出干燥箱内气体。

作为本方案进一步优选，所述橡胶展平辊设置两根，分别为第一橡胶展平辊和第二橡胶展平辊，并且两根橡胶展平辊呈阶梯式布局，同时两根橡胶展平辊的表层带有纹路以用于刮除隔膜的膜面带液。

作为本方案进一步优选，所述温控辊设置三根，分别为依次设置的第一温控辊、第二温控辊和第三温控辊，所述第一温控辊位于橡胶展平辊的斜上方，第二温控辊和第三温控辊位于第一温控辊的斜上方，且第二温控辊和第三温控辊竖直设置。

作为本方案更进一步优选，所述的三根温控辊温度设定值低于二氯甲烷沸点温度，其设定范围在22-32℃之间；并且第三温控辊与针箍热辊之间隔膜和水平线夹角为10-15度。

作为本方案进一步优选，所述针箍热辊包括辊筒以及套装于辊筒两端的针箍，辊筒两端分别设有进水口和出水口，进水口和出水口分别通过热水管与模温机相连，通过模温机对辊筒温度进行控制，辊筒温度设定值高于二氯甲烷沸点，其设定范围在40-50℃之间。

作为本方案更进一步优选，所述辊筒直径为1000mm、长度为4000mm，所述针箍宽度为20mm，在针箍表面并排设置每组三枚等间距的针尖，整圈共200组针尖均匀分布，每枚针尖高度10mm且垂直于针尖点的切线。

作为本方案进一步优选，所述剥离辊为主动驱动辊，其速度高于针箍热辊1-1.5m/min，且针箍热辊与剥离辊之间隔膜和水平线夹角为35-45度。

作为本方案进一步优选，所述热风补风系统包括补风风机，换热器和补风风罩，所述补风风机和换热器设置于干燥箱外部，所述补风风罩设置于干燥箱内部。

作为本方案更进一步优选，所述补风风罩的表面呈弧形，补风风罩的出风面靠近针箍热辊的外表面设置，两者之间等间间距为20-25mm。

作为本方案进一步优选，所述排风系统包括排风静压箱和排风风机，所述排风风机设置于干燥箱外部，所述排风静压箱设置于干燥箱内部且位于针箍热辊的下方，在排风静压箱的表面开设有若干的进风孔。

本发明的有益效果是：本发明采用两侧边缘带有针箍的针箍热辊及热风罩对隔膜进行干燥，隔膜两侧边缘接触针箍热辊两端针箍后隔膜两侧被固定，隔膜光面受热辊加热干燥，哑光面受热风罩热风加热干燥，干燥过程中因隔膜两侧被针箍固定而无法出现收缩褶皱情况，消除了隔膜两侧暗色条纹的情况，提升了锂离子电池隔膜的外观品质，减少了隔膜产品的浪费。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的针箍热辊结构示意图；

图3是本发明的针箍结构示意图。

图4是本发明的排风静压箱结构示意图。

图中标记为：1-干燥箱入口区，2-干燥箱，3-第一橡胶展平辊，4-第二橡胶展平辊，5-第一温控辊，6-第二温控辊，7-第三温控辊，8-针箍热辊，801-辊筒，802-针箍，9-剥离辊，10-牵引辊，11-补风风罩，12-换热器，13-补风风机，14-排风静压箱，15-排风风机。

实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

请参阅图1-3，本发明提供的一种实施例：一种锂离子电池隔膜干燥装置，其包括干燥箱2，橡胶展平辊，温控辊，针箍热辊8，剥离辊9，牵引辊10，热风补风系统和排风系统，所述橡胶展平辊，温控辊，针箍热辊8，剥离辊9，牵引辊10均安装在干燥箱2内，其中橡胶展平辊靠近干燥箱2的入口区安装，牵引辊10靠近干燥箱2的出口区安装，在橡胶展平辊和针箍热辊8之间安装设置有温控辊，在针箍热辊8的下方且牵引辊10的前方安装设置有剥离辊9，隔膜进入干燥箱后依次经过橡胶展平辊，温控辊，针箍热辊8，剥离辊9和牵引辊10，所述针箍热辊8的两端设置有用于固定隔膜两端的针箍802，所述热风补风系统用于向干燥箱2内吹热风干燥隔膜光面，所述排风系统用于排出干燥箱2内气体，包括二氯甲烷气体及其他气体。

本实施例中，所述橡胶展平辊设置两根，分别为第一橡胶展平辊3和第二橡胶展平辊4，且两根橡胶展平辊为阶梯式布局，展平辊表层带有纹路，能起到较好的膜面展平效果及刮除隔膜的膜面带液。

本实施例中，所述温控辊设置三根，分别为依次设置的第一温控辊5、第二温控辊6和第三温控辊7，所述第一温控辊5位于橡胶展平辊的斜上方，第二温控辊6和第三温控辊7位于第一温控辊5的斜上方，且第二温控辊6和第三温控辊7竖直设置。

其中，温控辊和针箍热辊8为中空辊筒，其两端分别设有进水口和出水口，分别通过热水管与模温机相连，通过模温机对辊筒的温度进行控制。通常，三根温控辊温度设定值低于二氯甲烷沸点温度，其设定范围在22-32℃之间；针箍热辊8温度设定值高于二氯甲烷沸点，其设定范围在40-50℃之间。并且第三温控辊7与针箍热辊8之间隔膜和水平线夹角为10-15度，这样能更好地使锂离子电池隔膜两端帖附于针箍热辊表面。

本实施例中，所述针箍热辊8的辊筒801直径为1000mm、长度为4000mm，所述针箍802宽度为20mm，在针箍802表面并排设置每组三枚等间距的针尖，整圈共200组针尖均匀分布，每枚针尖高度10mm且垂直于针尖点的切线。

本实施例中，所述剥离辊9为主动驱动辊，其速度高于针箍热辊1-1.5m/min，且针箍热辊8与剥离辊9之间隔膜和水平线夹角为35-45度，以便使锂离子电池隔膜更好脱离针箍热辊。

本实施例中，所述热风补风系统包括补风风机13，换热器12和补风风罩11，所述补风风机13和换热器12设置于干燥箱2外部，所述补风风罩11设置于干燥箱2内部，补风风罩11通过风管与补风换热器12及补风风机13相连，可将热风均匀的吹拂在锂离子电池隔膜与针箍热辊8接触面，该月牙状弧形风罩主要起到对锂电池隔膜光面进行干燥的作用。

本实施例中，所述排风系统包括排风静压箱14和排风风机15，所述排风风机15设置于干燥箱2外部，所述排风静压箱14设置于干燥箱2内部且位于针箍热辊8的下方，在排风静压箱14的表面开设有若干的进风孔。干燥挥发的二氯甲烷气体沉到烘箱底部，经排风静压箱14及排风风机15排至外工程进行气体回收处理。

本锂离子电池隔膜干燥装置的干燥过程为：锂离子电池隔膜从萃取槽出来后内部及表面附着有较多的二氯甲烷液体，锂离子电池隔膜经过橡胶展平辊展平及刮液后脱离部分表层二氯甲烷液体，再经过竖直方向温控辊的刮液及沥干的作用后，锂离子电池隔膜带液量明显减少，干燥箱干燥压力减小。

较少带液的锂离子电池隔膜两侧边缘接触针箍热辊两端针箍后隔膜两侧被固定，隔膜光面受针箍热辊加热干燥，哑光面受热风补风系统热风均匀加热，干燥过程中因隔膜两侧被针箍固定而无法出现收缩褶皱情况，消除了隔膜两侧暗色条纹。锂离子电池隔膜干燥后在剥离辊牵引作用下顺利地从针箍热辊表面剥离，之后经牵引辊离开干燥箱。

综上，锂离子电池隔膜干燥装置，采用阶梯式布局橡胶展平辊及垂直方向布局温控辊的方式，对附着于锂离子电池隔膜表面的二氯甲烷起到较好的刮液及沥干效果，减轻了烘箱干燥压力，同时较少带液的锂离子电池隔膜两侧边缘接触针箍热辊两端针箍后隔膜两侧被固定，隔膜光面受针箍热辊加热干燥，哑光面受热风补风系统热风加热，干燥过程中因隔膜两侧被针箍固定而无法出现收缩褶皱情况，消除了隔膜两侧暗色条纹的情况。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种锂离子电池隔膜干燥装置，其特征在于，包括干燥箱，橡胶展平辊，温控辊，针箍热辊，剥离辊，牵引辊，热风补风系统和排风系统，所述橡胶展平辊，温控辊，针箍热辊，剥离辊，牵引辊均安装在干燥箱内，其中所述橡胶展平辊靠近干燥箱的入口区安装，所述牵引辊靠近干燥箱的出口区安装，在橡胶展平辊和针箍热辊之间安装设置有所述温控辊，在针箍热辊的下方且牵引辊的前方安装设置有所述剥离辊，隔膜进入干燥箱后依次经过橡胶展平辊，温控辊，针箍热辊，剥离辊和牵引辊，所述针箍热辊的两端设置有用于固定隔膜两端的针箍，所述热风补风系统用于向干燥箱内吹热风干燥隔膜哑光面，所述排风系统用于排出干燥箱内气体；

所述橡胶展平辊设置两根，分别为第一橡胶展平辊和第二橡胶展平辊，并且两根橡胶展平辊呈阶梯式布局，同时两根橡胶展平辊的表层带有纹路以用于刮除隔膜的膜面带液；

所述温控辊设置三根，分别为依次设置的第一温控辊、第二温控辊和第三温控辊，所述第一温控辊位于橡胶展平辊的斜上方，第二温控辊和第三温控辊位于第一温控辊的斜上方，且第二温控辊和第三温控辊竖直设置。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜干燥装置，其特征在于，所述的三根温控辊温度设定值低于二氯甲烷沸点温度，其设定范围在22-32℃之间；并且第三温控辊与针箍热辊之间隔膜和水平线夹角为10-15度。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜干燥装置，其特征在于，所述针箍热辊包括辊筒以及套装于辊筒两端的针箍，辊筒两端分别设有进水口和出水口，进水口和出水口分别通过热水管与模温机相连，通过模温机对辊筒温度进行控制，辊筒温度设定值高于二氯甲烷沸点，其设定范围在40-50℃之间。

4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池隔膜干燥装置，其特征在于，所述辊筒直径为1000mm、长度为4000mm，所述针箍宽度为20mm，在针箍表面并排设置每组三枚等间距的针尖，整圈共200组针尖均匀分布，每枚针尖高度10mm且垂直于针尖点的切线。

5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜干燥装置，其特征在于，所述剥离辊为主动驱动辊，其速度高于针箍热辊1-1.5m/min，且针箍热辊与剥离辊之间隔膜和水平线夹角为35-45度。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜干燥装置，其特征在于，所述热风补风系统包括补风风机，换热器和补风风罩，所述补风风机和换热器设置于干燥箱外部，所述补风风罩设置于干燥箱内部。

7.根据权利要求6所述的一种锂离子电池隔膜干燥装置，其特征在于，所述补风风罩的表面呈弧形，补风风罩的出风面靠近针箍热辊的外表面设置，补风风罩的出风面和针箍热辊的外表面之间等间间距为20-25mm。

8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜干燥装置，其特征在于，所述排风系统包括排风静压箱和排风风机，所述排风风机设置于干燥箱外部，所述排风静压箱设置于干燥箱内部且位于针箍热辊的下方，在排风静压箱的表面开设有若干的进风孔。

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