CN202893610U - 一种隔离膜涂布机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种隔离膜涂布机，包括放卷辊、涂布装置、料液槽、烘干装置、导向牵引辊、捏合展平装置和收卷辊组成，所述放卷辊、导向牵引辊、捏合展平装置和收卷辊依次驱动连接，所述涂布装置置于料液槽上方，该涂布装置靠近放卷辊一侧设置，所述烘干装置靠近捏合展平装置一侧设置；所述隔离膜涂布机采用三辊转移涂布的方式,可以做到两面膜层的同时涂布，显著提高涂布的计量精度和涂敷稳定性；烘干装置的巧妙设计使隔离膜烘干过程中不会发生较大程度的塑性形变，有效的保证了隔离膜的生产质量，适合规模化工业生产的需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池隔离膜制造领域，尤其是一种隔离膜涂布机。
背景技术
聚烯烃材质的电池隔离膜是锂离子电池以及新型燃料电池必须使用的关键材料,其主要作用是物理方式隔离电池的正负极板,同时承担离子传导的通道作用。鉴于商业化电池的苛刻倍率充放电性能和能量密度，目前普遍使用厚度在30微米以下的聚烯烃隔膜,特别是聚丙烯,聚乙烯隔膜。这两类材料的优点是电池使用寿命长，电性能一致性好，电池倍率放电性能优异，但是也存在着明显的缺点，包括以下几个方面：
一、上述基体特征的隔离膜，表面呈惰性状态，一般表面张力值较低（通常在34达因以内），并且不含特征性的亲水/亲油官能团，这对于特征性的电解液浸润和吸收非常不利；
二、聚烯烃材质的隔膜由于自身化学结构特征的原因，在电池内部温度达到160℃以上时，会在很短的时间内发生迅速的热熔性收缩，进而引发电池热失控，造成电池着火甚至爆炸事故；
三、普通隔离膜一般多采用拉伸或溶剂萃取工艺制备隔膜微孔，这种方法制备的微孔机理潜在着超大孔径（孔径在1微米以上）少量分布的问题，这会导致隔膜表面出现电极颗粒嵌入的现象，形成潜在短路点，在耐压测试以及电池短路测试中难以通过。
目前国内外电池公司已经采用了很多方法针对隔离膜进行改性以期望获得优异的综合性能。一般的实施方法是通过采用溶剂涂敷的方法在隔膜表面进行化学处理以获得相应的涂层或表面改性，现有的隔离膜涂布机，包括放卷辊、涂布装置、料液槽、烘干装置、导向牵引辊、捏合展平装置和收卷辊组成，隔离膜通过所述放卷辊、导向牵引辊、捏合展平装置和收卷辊的依次驱动连接向前运动实现对隔离膜的涂布，涂布装置置于料液槽上方，涂布装置靠近放卷辊一侧设置，烘干装置靠近捏合展平装置一侧设置。但是在实际实施过程，最影响隔膜涂敷的主要问题是隔膜涂敷的涂布工艺设计（涂布装置）和涂敷烘干设计（烘干装置），其关键原因是隔膜材料表面材质相对强度脆弱，而且电池行业要求隔膜表观性能苛刻，很难采用硬性金属物端面直接接触的涂布方式，加之隔膜涂层往往要求双面同时涂布，因此传统的刮刀涂布方式，普通网纹辊涂布方式以及挤出涂布方式很难使用；另一方面，由于隔膜材料的自身化学结构所限,隔膜的表面受热温度在达到90℃以上会出现材料软化现象,所以隔膜的涂层实施工艺必须控制涂层的温度在90℃以内,这对于涂布液的体系选择和涂布效率限制很大。一些实用新型专利提出了采用加大烘道长度的方法，但缺点在于增大烘道长度后，隔膜的张力问题又将显现，主要原因是隔膜由于自身弹性形变较大，在承受纵向拉力超过15N力后，隔膜会发生较大程度的塑性形变，并且在卷层间摩擦力的作用下，隔膜无法通过自行的链段形变恢复原有结构，因此隔膜的传送张力一般都控制在10N以内，进而在很大程度上限制了隔膜涂敷设备的烘道长度。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种隔离膜涂布机。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种隔离膜涂布机，包括放卷辊、涂布装置、料液槽、烘干装置、导向牵引辊、捏合展平装置和收卷辊组成，所述放卷辊、导向牵引辊、捏合展平装置和收卷辊依次驱动连接，所述涂布装置置于料液槽上方，该涂布装置靠近放卷辊一侧设置，所述烘干装置靠近捏合展平装置一侧设置；所述涂布装置，由第一涂布辊、第二涂布辊、第三涂布辊、第一附属驱动装置和第二附属驱动装置组成，所述第一涂布辊为带有三角凹槽的刚性表面光滑圆辊，与第一附属驱动装置单独驱动连接，第二涂布辊和第三涂布辊均为刚性表面光滑圆辊，分别与第二附属驱动装置驱动连接，其中所述第一涂布辊和第三涂布辊的转动方向相同，第一涂布辊和第二涂布辊的转动方向相反，第二涂布辊和第三涂布辊的转动方向相反；所述烘干装置，由多组烘干箱组成，每组烘干箱由紫外固化箱和鼓风干燥箱组成，所述紫外固化箱位于鼓风干燥箱上方；所述涂布装置为两组，对称分布于待涂布隔离膜两侧，所述烘干装置的烘干箱对称分布于待涂布隔离膜两侧。
优选的，上述隔离膜涂布机，所述第二涂布辊直径为第一涂布辊直径的1.0-1.2倍，第三涂布辊直径为第二涂布辊直径的1.0-1.1倍。
优选的，上述隔离膜涂布机，所述第一涂布辊、第二涂布辊和第三涂布辊直径相同。
优选的，上述隔离膜涂布机，所述第一涂布辊的三角凹槽的长边的长度为第一涂布辊半径的0.25-0.5倍。
优选的，上述隔离膜涂布机，所述第一涂布辊、第二涂布辊和第三涂布辊的材质为不锈钢材质。
优选的，上述隔离膜涂布机，所述第一附属驱动装置和第二附属驱动装置均为牵引电机。
优选的，上述隔离膜涂布机，所述紫外固化箱竖直方向长度为鼓风干燥箱竖直方向长度的20-35%。
优选的，上述隔离膜涂布机，所述烘干箱竖直分布。
优选的，上述隔离膜涂布机，所述烘干箱数目为2-10组。
优选的，上述隔离膜涂布机，所述烘干箱数目为2组。
本实用新型的有益效果是：
上述隔离膜涂布机，采用三辊转移涂布的方式,可以做到两面膜层的同时涂布,明显解决了传统隔膜单面涂布和具有先后顺序的隔膜双面涂布方式的固有缺陷，且涂布过程所承受的张力也明显减小，使用过程中隔离膜涂布液在通过辊间传递精确地按计量均匀地涂敷在隔离膜的两面,可以在满足隔离膜表面同时涂布的同时,达到精确计量的目的，显著提高涂布的计量精度和涂敷稳定性；烘干装置的巧妙设计使隔离膜烘干过程中不会发生较大程度的塑性形变，有效的保证了隔离膜的生产质量，适合规模化工业生产的需要。
附图说明
图1为本实用新型所述隔离膜涂布机的结构示意图；
图2为本实用新型所述涂布单元隔离膜涂布装置的结构示意图；
图3为本实用新型所述隔离膜涂布装置的第一涂布辊的结构示意图。
图中，1-放卷辊2-涂布装置2-1-第一涂布辊2-2-第二涂布辊2-3-第三涂布辊3-1-（烘干装置的）鼓风干燥箱
3-2-（烘干装置的）紫外固化箱4-料液槽5-导向牵引辊
6-捏合展平装置7-收卷辊
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型所述技术方案作进一步的详细说明。
实施例1
一种隔离膜涂布机，包括放卷辊1、涂布装置2、料液槽4、烘干装置、导向牵引辊5、捏合展平装置6和收卷辊7组成，所述放卷辊1、导向牵引辊5、捏合展平装置6和收卷辊7依次驱动连接，所述涂布装置2置于料液槽4上方，该涂布装置2靠近放卷辊1一侧设置，所述烘干装置靠近捏合展平装置6一侧设置；
所述涂布装置2，由第一涂布辊2-1、第二涂布辊2-2、第三涂布辊2-3、第一附属驱动装置和第二附属驱动装置组成，所述第一涂布辊2-1为带有三角凹槽的不锈钢材质的光滑圆辊，与第一附属驱动装置单独驱动连接，第二涂布辊2-2和第三涂布辊2-3均为不锈钢材质的光滑圆辊，分别与第二附属驱动装置驱动连接，所述第一附属驱动装置和第二附属驱动装置均为牵引电机，所述第一涂布辊2-1、第二涂布辊2-2和第三涂布辊2-3直径相同，该第一涂布辊2-1的三角凹槽的长边的长度为第一涂布辊2-1半径的0.35倍，其中所述第一涂布辊2-1和第三涂布辊2-3的转动方向相同，第一涂布辊2-1和第二涂布辊2-2的转动方向相反，第二涂布辊2-2和第三涂布辊2-3的转动方向相反；
所述烘干装置，由两组烘干箱竖直分布组成，每组烘干箱由紫外固化箱3-2和鼓风干燥箱3-1组成，所述紫外固化箱3-2位于鼓风干燥箱3-1上方，所述紫外固化箱3-2竖直方向长度为鼓风干燥箱3-1竖直方向长度的25%；所述涂布装置2为两组，对称分布于待涂布隔离膜两侧，所述烘干装置的烘干箱对称分布于待涂布隔离膜两侧。
使用过程中隔离膜基体经过放卷辊1放卷后，进入涂布料槽，通过设置一定速度的电机驱动隔离膜两侧的第一涂布辊2-1将涂布液转移至第二涂布辊2-2表面，而经过进一步的辊间转移，涂布液均有分布在第三涂布辊2-3表面，并最终同时涂敷在隔离膜表面上，形成均匀的湿膜层，隔离膜然后进入烘干装置的鼓风干燥箱3-1，表面液膜含有的有机溶剂被烘干过程的气流所带走，隔离膜形成固态的膜层,接下来在紫外固化箱3-2内，隔离膜表面的聚合物组分通过一定的紫外固化反应，形成具有良好化学稳定性和表观力学强度的功能膜层，隔离膜然后经过适当数量的导向牵引辊5，并经过捏合展平装置6展平后，最终在收卷辊7上收卷，形成卷性的涂敷隔离膜。
上述参照具体实施方式对该一种隔离膜涂布机进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种隔离膜涂布机，其特征在于：包括放卷辊、涂布装置、料液槽、烘干装置、导向牵引辊、捏合展平装置和收卷辊组成，所述放卷辊、导向牵引辊、捏合展平装置和收卷辊依次驱动连接，所述涂布装置置于料液槽上方，该涂布装置靠近放卷辊一侧设置，所述烘干装置靠近捏合展平装置一侧设置；所述涂布装置，由第一涂布辊、第二涂布辊、第三涂布辊、第一附属驱动装置和第二附属驱动装置组成，所述第一涂布辊为带有三角凹槽的刚性表面光滑圆辊，与第一附属驱动装置单独驱动连接，第二涂布辊和第三涂布辊均为刚性表面光滑圆辊，分别与第二附属驱动装置驱动连接，其中所述第一涂布辊和第三涂布辊的转动方向相同，第一涂布辊和第二涂布辊的转动方向相反，第二涂布辊和第三涂布辊的转动方向相反；所述烘干装置，由多组烘干箱组成，每组烘干箱由紫外固化箱和鼓风干燥箱组成，所述紫外固化箱位于鼓风干燥箱上方；所述涂布装置为两组，对称分布于待涂布隔离膜两侧，所述烘干装置的烘干箱对称分布于待涂布隔离膜两侧。
2.根据权利要求1所述的隔离膜涂布机，其特征在于：所述第二涂布辊直径为第一涂布辊直径的1.0-1.2倍，第三涂布辊直径为第二涂布辊直径的1.0-1.1倍。
3.根据权利要求1或2所述的隔离膜涂布机，其特征在于：所述第一涂布辊、第二涂布辊和第三涂布辊直径相同。
4.根据权利要求1或2所述的隔离膜涂布机，其特征在于：所述第一涂布辊的三角凹槽的长边的长度为第一涂布辊半径的0.25-0.5倍。
5.根据权利要求1或2所述的隔离膜涂布机，其特征在于：所述第一涂布辊、第二涂布辊和第三涂布辊的材质为不锈钢材质。
6.根据权利要求1所述的隔离膜涂布机，其特征在于：所述第一附属驱动装置和第二附属驱动装置均为牵引电机。
7.根据权利要求1所述的隔离膜涂布机，其特征在于：所述紫外固化箱竖直方向长度为鼓风干燥箱竖直方向长度的20-35%。
8.根据权利要求1所述的隔离膜涂布机，其特征在于：所述烘干箱竖直分布。
9.根据权利要求1所述的隔离膜涂布机，其特征在于：所述烘干箱数目为2-10组。
10.根据权利要求1或9所述的隔离膜涂布机，其特征在于：所述烘干箱数目为2组。
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| CN103357548A (zh) * | 2013-07-02 | 2013-10-23 | 南通宁远自动化科技有限公司 | 一种微孔基材电池的制作工艺及该工艺中采用的双面涂布机 |
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