CN115312969A - 隔膜分切方法以及隔膜分切工艺参数的调整方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及锂离子电池领域，涉及一种隔膜分切方法以及隔膜分切工艺参数的调整方法。在对隔膜进行传送分切过程中，控制收卷张力0.06～0.12N/mm、接触压力0.06～0.12N/mm、放卷张力50～70N、展平辊角度30～50°；以使隔膜的端面不齐占比在1～9.5％；隔膜的斜皱占比在1～7.2％；隔膜的掉胶占比在0～3％。该方案通过控制放卷张力、收卷张力、接触压力、展平辊角度四个工艺参数，使得隔膜的端面不齐、折皱、掉胶占比控制在一定较小的范围内，从而提高隔膜生产的合格率。
Description
技术领域
本申请涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种隔膜分切方法以及隔膜分切工艺参数的调整方法。
背景技术
锂离子电池由于具有电压高、比能量大、工作温度范围宽、比功率大、放电平稳、存储时间长等众多优点，目前被广泛应用于手机、电脑及电动汽车等众多领域。
但是，随着电池电压和容量的不断增加，锂电池安全风险也逐步增大。
其中，隔膜作为锂离子电池的关键材料之一对电池的安全性能起着非常大的影响。目前商业化的隔膜是聚烯烃隔膜，包括高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)隔膜，这两种隔膜熔点较低，分别为130℃和165℃，在电池发生过热的情况下这两种隔膜容易出现熔融收缩，使得正负极发生短路，从而产生严重的电池爆炸起火的安全事故。
而涂覆膜(在聚烯烃隔膜表面涂布陶瓷、聚合物等涂层)，能够提高聚烯烃隔膜的耐热性，从而极大降低聚烯烃隔膜容易出现熔融收缩，使得正负极发生短路，产生严重的电池爆炸起火的安全事故的概率。
然而，现有的涂覆膜，在传送分切工序中，隔膜出现端面不齐、产品折皱、掉胶占比严重。而电池隔离膜(简称隔离膜或者隔膜)的端面不齐、折皱、掉胶会影响隔离膜的产品整体合格率，影响产品品质。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种隔膜分切方法以及隔膜分切工艺参数的调整方法，能够改善现有隔膜分切时端面不齐、折皱、掉胶情况不可控，保证隔膜生产合格率。
第一方面，本申请提供一种隔膜分切方法，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，控制收卷张力0.06～0.12N/mm；接触压力0.06～0.12N/mm、放卷张力50～70N、展平辊角度30～50°；以使隔膜的端面不齐占比在1～9.5％；隔膜的斜皱占比在1～7.2％；隔膜的掉胶占比在0～3％。
本申请的方案通过改进分切工艺参数，改善了隔膜分切时端面不齐、折皱、掉胶情况。通过控制放卷张力、收卷张力、接触压力、展平辊角度四个工艺参数，控制收卷张力0.06～0.12N/mm；接触压力0.06～0.12N/mm；放卷张力50～70N；展平辊角度30～50°，使得隔膜的端面不齐、折皱、掉胶占比控制在一定较小的范围内，其中，隔膜的端面不齐占比在1～9.5％；隔膜的斜皱占比在1～7.2％；隔膜的掉胶占比在0～3％；从而保证了隔膜生产合格率。
在本申请的其他实施例中，上述当控制收卷张力为0.09N/mm、接触压力为0.09N/mm、放卷张力为60N、展平辊角度30～50°时；隔膜的端面不齐占比在1～9.5％；隔膜的斜皱占比在1～7.2％；隔膜的掉胶占比在0～1.5％。
在本申请的其他实施例中，上述当控制收卷张力为0.09N/mm、接触压力为0.09N/mm，展平辊角度为40°，放卷张力为50～70N时；隔膜的端面不齐占比在1～7％；隔膜的斜皱占比在1～5％；隔膜的掉胶占比在0～2％。
在本申请的其他实施例中，上述当控制收卷张力为0.09N/mm、展平辊角度为40°、放卷张力为60N、接触压力为0.06～0.12N/mm时；隔膜的端面不齐占比在2～5％；隔膜的斜皱占比在2～7％；隔膜的掉胶占比在0～3％。
在本申请的其他实施例中，上述当控制接触压力为0.09N/mm、放卷张力为60N、展平辊角度为40°、收卷张力0.06～0.12N/mm时；隔膜的端面不齐占比在4～6％；隔膜的斜皱占比在2～7％；隔膜的掉胶占比在0～3％。
第二方面，本申请提供一种隔膜分切工艺参数的调整方法，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，将接触压力、放卷张力、展平辊角度固定；
增大收卷张力；
以使隔膜的端面不齐占比减小、隔膜的斜皱占比减小、隔膜的掉胶占比增加。
进一步可选地，本申请提供一种隔膜分切工艺参数的调整方法，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，将收卷张力、放卷张力、展平辊角度固定；
增大接触压力；
以使隔膜的端面不齐占比减小、隔膜的斜皱占比减小、隔膜的掉胶占比增加。
进一步可选地，本申请提供一种隔膜分切工艺参数的调整方法，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，将收卷张力、接触压力、展平辊角度固定；
增大放卷张力；
以使隔膜的端面不齐占比减小、隔膜的斜皱占比减小、隔膜的掉胶占比增加。
进一步可选地，本申请提供一种隔膜分切工艺参数的调整方法，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，将收卷张力、接触压力、放卷张力固定；
增大展平辊角度；
以使隔膜的端面不齐占比先减小后增大、隔膜的斜皱占比先减小后增大、隔膜的掉胶占比先增大后减小。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的隔膜分切系统的结构示意图。
图标：100-隔膜分切系统；110-放卷设备；120-传送设备；130-展平辊；140-分切设备；150-收卷设备。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
请参阅图1，本申请实施方式提供了隔膜分切方法，包括：在对隔膜进行传送分切过程中，控制收卷张力0.06～0.12N/mm、接触压力0.06～0.12N/mm、放卷张力50～70N、展平辊角度30～50°；以使隔膜的端面不齐占比在1～9.5％；隔膜的斜皱占比在1～7.2％；隔膜的掉胶占比在0～3％。
该方法通过改进分切工艺参数，改善了隔膜分切时端面不齐、折皱、掉胶情况。通过控制放卷张力、收卷张力、接触压力、展平辊角度四个工艺参数，控制收卷张力0.06～0.12N/mm、接触压力0.06～0.12N/mm、放卷张力50～70N、展平辊角度30～50°；使得隔膜的端面不齐、折皱、掉胶占比控制在一定较小的范围内，其中，隔膜的端面不齐占比在1～9.5％；隔膜的斜皱占比在1～7.2％；隔膜的掉胶占比在0～3％；从而保证了隔膜生产的合格率。
在本申请一些实施方式中，提供了一种隔膜分切系统100。该隔膜分切系统100包括放卷设备110、传送设备120、展平辊130、分切设备140以及收卷设备150。
采用该隔膜分切系统100对隔膜进行传送分切。
首先，隔膜经过放卷设备110放卷，然后经过传送设备120进行传送，到达展平辊130，展平辊130对隔膜进行展平后，到达分切设备140，分切设备140将隔膜分切成预设宽度后，收卷设备150将隔膜收卷。
进一步地，上述的放卷设备110可以选择本领域常见的放卷设备。
进一步地，上述的传送设备120包括多个导辊；进一步地，导辊的结构可以选择本领域常见的导辊结构。
进一步地，上述的展平辊的具体结构可以选择本领域常见的展平辊结构，例如弧形展平辊。
进一步地，上述的分切设备140可以选择本领域常见的分切结构，例如上下圆刀等。
进一步地，上述的收卷设备150可以选择本领域常见的收卷设备结构，例如包含用于对隔膜施加接触压力的独立臂。
进一步地，上述的收卷设备150控制收卷张力0.06～0.12N/mm。进一步可选地，收卷设备150控制收卷张力0.07～0.11N/mm。
示例性地，收卷设备150控制收卷张力为0.07N/mm、0.08N/mm、0.09N/mm或者0.10N/mm。
进一步地，上述的放卷设备110控制放卷张力为50～70N。进一步可选地，上述的放卷设备110控制放卷张力为51～69N。
示例性地，上述的放卷设备110控制放卷张力为52N、55N、56N、58N、60N、62N、64N或者66N。
进一步地，在对隔膜进行传送分切的过程中，控制接触压力0.06～0.12N/mm。进一步可选地，在对隔膜进行传送分切的过程中，控制接触压力为0.07～0.11N/mm。
示例性地，在对隔膜进行传送分切的过程中，控制接触压力为0.07N/mm、0.08N/mm、0.09N/mm、0.10N/mm或者0.11N/mm。
需要说明的是，上述的接触压力一般由收卷设备150的独立臂施加于隔膜，又称收卷压力。
进一步地，在对隔膜进行传送分切的过程中，控制展平辊角度30～50°。进一步可选地，在对隔膜进行传送分切的过程中，控制展平辊角度31～49°。
示例性地，在对隔膜进行传送分切的过程中，控制展平辊角度为32°、35°、37°、38°、40°、42°、45°、47°或者48°。
采用上述的隔膜分切系统，在隔膜传送分切的过程中，控制收卷张力0.06～0.12N/mm；接触压力0.06～0.12N/mm；放卷张力50～70N；展平辊角度30～50°，能够使隔膜的端面不齐占比在1～9.5％；隔膜的斜皱占比在1～7.2％；隔膜的掉胶占比在0％～3％。
进一步可选地，采用上述的隔膜分切系统，在隔膜传送分切的过程中，控制收卷张力0.06～0.12N/mm；接触压力0.06～0.12N/mm；放卷张力50～70N；展平辊角度30～50°，能够使隔膜的端面不齐占比在1～9.0％；隔膜的斜皱占比在1～7.0％；隔膜的掉胶占比在0％～2％。
在本申请一些实施方式中，当控制收卷张力为0.09N/mm、接触压力为0.09N/mm、放卷张力为60N、展平辊角度30～50°时；隔膜的端面不齐占比在1～9.5％；隔膜的斜皱占比在1～7.2％；隔膜的掉胶占比为0～1.5％。
在本申请一些实施方式中，当控制收卷张力为0.09N/mm、接触压力为0.09N/mm，展平辊角度为40°，放卷张力为50～70N时；隔膜的端面不齐占比在1～7％；隔膜的斜皱占比在1～5％；隔膜的掉胶占比在0～2％。
在本申请一些实施方式中，当控制收卷张力为0.09N/mm、展平辊角度为40°、放卷张力为60N、接触压力为0.06～0.12N/mm时；隔膜的端面不齐占比在2～5％；隔膜的斜皱占比在2～7％；隔膜的掉胶占比在0～3％。
在本申请一些实施方式中，当控制接触压力为0.09N/mm、放卷张力为60N、展平辊角度为40°、收卷张力0.06～0.12N/mm时；隔膜的端面不齐占比在4～6％；隔膜的斜皱占比在2～7％；隔膜的掉胶占比在0～3％。
本申请一些实施方式提供一种隔膜分切工艺参数的调整方法，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，将接触压力、放卷张力、展平辊角度固定；
增大收卷张力；
以使隔膜的端面不齐占比减小、隔膜的斜皱占比减小、隔膜的掉胶占比增加。
进一步可选地，当固定接触压力为0.09N/mm、放卷张力为60N、展平辊角度为40°，控制收卷张力从0.06N/mm增大到0.12N/mm时；能够使隔膜的端面不齐占比从6％减小到4％；隔膜的斜皱占比从7％减小到2％；隔膜的掉胶占比从0％增加到3％。
本申请一些实施方式提供一种隔膜分切工艺参数的调整方法，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，将收卷张力、放卷张力、展平辊角度固定；
增大接触压力；
以使隔膜的端面不齐占比减小、隔膜的斜皱占比减小、隔膜的掉胶占比增加。
进一步可选地，当固定收卷张力为0.09N/mm、展平辊角度为40°、放卷张力为60N；控制接触压力从0.06N/mm增大到0.12N/mm时；隔膜的端面不齐占比从5％减小到2％；隔膜的斜皱占比从7％减小到2％；隔膜的掉胶占比从0％增加到3％。
本申请一些实施方式提供一种隔膜分切工艺参数的调整方法，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，将收卷张力、接触压力、展平辊角度固定；
增大放卷张力；
以使隔膜的端面不齐占比减小、隔膜的斜皱占比减小、隔膜的掉胶占比增加。
进一步可选地，当固定收卷张力为0.09N/mm、接触压力为0.09N/mm，展平辊角度为40°，控制放卷张力从50N增大到70N时；能够使隔膜的端面不齐占比从7％减小到1％；隔膜的斜皱占比从5％减小到1％；隔膜的掉胶占比从0％增加到2％。
本申请一些实施方式提供一种隔膜分切工艺参数的调整方法，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，将收卷张力、接触压力、放卷张力固定；
增大展平辊角度；
以使隔膜的端面不齐占比先减小后增大、隔膜的斜皱占比先减小后增大、隔膜的掉胶占比先增大后减小。
进一步可选地，当固定收卷张力为0.09N/mm、接触压力为0.09N/mm、放卷张力为60N，控制展平辊角度从30°增大到50°时；隔膜的端面不齐占比从9.5％减小到1％，然后又增大到8.3％；隔膜的斜皱占比从7％减小到1％，然后又增大到7.2％；隔膜的掉胶占比从0％增加到5％，然后又减小到0％。
需要说明的是，本申请的隔膜分切方法或者隔膜分切工艺参数的调整方法可以适用于任意规格的分切宽度。例如，分切宽度为45-300mm；进一步地，例如分切宽度为60mm、109mm、160mm、250mm等。本申请实施方式提供的隔膜分切方法或者隔膜分切工艺参数的调整方法，能够适用于各类单层隔膜(包括聚合物涂覆膜、干法膜、湿法膜、陶瓷涂覆膜、有机-无机混合涂覆膜等)或者双层膜。该双层膜指包含前述的单层隔膜和保护膜的双层结构。保护膜为PET、PP等材质。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
提供一种双层膜的分切方法。双层膜包括单层隔膜和保护膜。单层隔膜为聚合物-陶瓷分层涂覆产品；保护膜为PET材料。双层膜宽度：800mm。
聚合物-陶瓷分层涂覆产品是一种复合隔膜，包括基膜和涂覆在基膜表面的涂层。其中，基膜的材料为聚烯烃材料，涂层包括第一涂层和第二涂层；第一涂层为Al2O3陶瓷涂层，第二涂层为PVDF材料涂层。
聚合物-陶瓷分层涂覆产品性能参数：厚度12±2μm，透气200±70s/100ml，面密度12±2g/m2。
采用图1示出的隔膜分切系统100进行传送分切，得到分切宽度为250mm的产品后分别收到卷芯上。传送分切过程中放卷张力、展平辊角度、接触压力、收卷张力如表1所示。
实施例2～12
与实施例1步骤均相同，所不同之处在于传送分切过程中放卷张力、展平辊角度、接触压力、收卷张力的数值，具体见表1。
实施例13
与实施例2相同，所不同之处在于所分切的隔膜为聚合物-陶瓷分层涂覆的单层隔膜，不包含保护膜，具体见表1。
对比例1～8
与实施例1步骤均相同，所不同之处在于传送分切过程中放卷张力、展平辊角度、接触压力、收卷张力的数值，具体见表1。
对比例9～12
与实施例13步骤均相同，所不同之处在于传送分切过程中放卷张力、展平辊角度、接触压力、收卷张力的数值，具体见表1。
表1传送分切参数
由表1可以看出，本申请实施例1～13的隔膜分切方法，控制收卷张力0.06～0.12N/mm；接触压力0.06～0.12N/mm；放卷张力50～70N；展平辊角度30～50°，能够使隔膜的端面不齐占比在1～9.5％；隔膜的斜皱占比在1～7.2％；隔膜的掉胶占比在0％～3％，隔膜的合格率高。
而对比例1～12中，收卷张力、接触压力、放卷张力或者展平辊角度不在本申请范围内时，隔膜的端面不齐占比会出现大于9.5％，最大达到19.1％；隔膜的斜皱占比会出现大于7.2％，最大达到22％；隔膜的掉胶占比会出现大于3％，最大达到16％；隔膜的合格率差。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种隔膜分切方法，其特征在于，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，控制收卷张力0.06～0.12N/mm；接触压力0.06～0.12N/mm、放卷张力50～70N、展平辊角度30～50°；以使所述隔膜的端面不齐占比在1～9.5％；所述隔膜的斜皱占比在1～7.2％；所述隔膜的掉胶占比在0～3％。
2.根据权利要求1所述的隔膜分切方法，其特征在于，
当控制收卷张力为0.09N/mm、接触压力为0.09N/mm、放卷张力为60N、展平辊角度30～50°时；所述隔膜的端面不齐占比在1～9.5％；所述隔膜的斜皱占比在1～7.2％；所述隔膜的掉胶占比为0～1.5％。
3.根据权利要求1所述的隔膜分切方法，其特征在于，
当控制收卷张力为0.09N/mm、接触压力为0.09N/mm，展平辊角度为40°，放卷张力为50～70N时；所述隔膜的端面不齐占比在1～7％；所述隔膜的斜皱占比在1～5％；所述隔膜的掉胶占比在0～2％。
4.根据权利要求1所述的隔膜分切方法，其特征在于，
当控制收卷张力为0.09N/mm、展平辊角度为40°、放卷张力为60N、接触压力为0.06～0.12N/mm时；所述隔膜的端面不齐占比在2～5％；所述隔膜的斜皱占比在2～7％；所述隔膜的掉胶占比在0～3％。
5.根据权利要求1所述的隔膜分切方法，其特征在于，
当控制接触压力为0.09N/mm、放卷张力为60N、展平辊角度为40°、收卷张力0.06～0.12N/mm时；所述隔膜的端面不齐占比在4～6％；所述隔膜的斜皱占比在2～7％；所述隔膜的掉胶占比在0～3％。
6.一种隔膜分切工艺参数的调整方法，其特征在于，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，将接触压力、放卷张力、展平辊角度固定；
增大收卷张力；
以使所述隔膜的端面不齐占比减小、所述隔膜的斜皱占比减小、所述隔膜的掉胶占比增加。
7.一种隔膜分切工艺参数的调整方法，其特征在于，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，将收卷张力、放卷张力、展平辊角度固定；
增大接触压力；
以使所述隔膜的端面不齐占比减小、所述隔膜的斜皱占比减小、所述隔膜的掉胶占比增加。
8.一种隔膜分切工艺参数的调整方法，其特征在于，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，将收卷张力、接触压力、展平辊角度固定；
增大放卷张力；
以使所述隔膜的端面不齐占比减小、所述隔膜的斜皱占比减小、所述隔膜的掉胶占比增加。
9.一种隔膜分切工艺参数的调整方法，其特征在于，包括：
在对隔膜进行传送分切过程中，将收卷张力、接触压力、放卷张力固定；
增大展平辊角度；
以使所述隔膜的端面不齐占比先减小后增大、所述隔膜的斜皱占比先减小后增大、所述隔膜的掉胶占比先增大后减小。
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