CN203381189U - 一种用于电池隔膜电晕处理的装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于电池隔膜电晕处理的装置。该装置包括张力隔断装置、放电极和电晕辊；张力隔断装置用于隔断隔膜与外界的张力，隔膜先经过张力隔断装置后再到电晕辊进行电晕处理；放电极与电晕辊配合，用于对通过电晕辊的隔膜进行电晕处理。本申请的用于电池隔膜电晕处理的装置特别针对电池隔膜电晕处理的特点进行设计，电晕处理后，电池隔膜表面达因值提高到36达因以上，电池隔膜表面无黑点、针孔、破膜和电晕击穿等损伤，提高了电池隔膜电晕处理的质量和效果。采用本申请的电晕处理装置处理后的电池隔膜经过涂布处理后，其涂层剥离强度测试显示，剥离强度提高了30%-500%，涂层与基膜的粘附性增强。

Description

一种用于电池隔膜电晕处理的装置

技术领域

本申请涉及电池隔膜领域，特别是涉及一种用于电池隔膜电晕处理的装置及安装有该电晕处理装置的电池隔膜在线电晕处理系统。

背景技术

锂电池隔膜在锂电池中起到传导离子、隔离电池正负极，防止电池短路包装等重要作用，常用的电池隔膜是为以聚烯烃为原材料的多孔薄膜。但是这些隔膜普遍存在耐热性能不足，对电解液浸润性不好等缺点。为了改善这些缺点，人们研究开发了在聚烯烃多孔薄膜上进行特种涂布的技术，主要包括聚合物涂层和陶瓷涂层。

通过特种涂布方式引入特种涂层，特种涂层隔膜比原本的聚烯烃隔膜在性能方面有很多改善。因此涂布效果和质量对于特种涂层隔膜的品质和性能有重要影响。涂布效果一方面与涂布工艺相关，另一方面也与作为基膜的聚烯烃多孔薄膜表面性能相关。聚烯烃多孔薄膜由于是采用聚乙烯、聚丙烯等非极性材料，表面能小，表面达因值不大于33达因，与特种涂层不易形成牢固的附着。同时，聚烯烃多孔薄膜表面存在大量微孔结构，这些微孔区域与无孔区域的表面能存在差异，从而使得涂布的均匀性不够理想。因此有必要对作为基膜的聚烯烃多孔薄膜进行电晕处理以提高涂布的均匀性，增强特种涂层与基膜之间的附着力，减少在后续加工和电池生产中涂层脱落的现象。

电晕处理的基本原理是：通过在金属电极与电晕处理辊之间施加高频、高压电源，使之产生放电，使空气电离并形成大量臭氧。同时，高能量电火花冲击薄膜表面。在它们的共同作用下，使塑料薄膜表面产生活化、表面能增加。传统薄膜电晕处理装置主要针对薄膜的印刷、镀铝等的前处理，由于电晕处理的材料表面均匀无孔，厚度也比较厚，对温度和张力波动不太敏感，不易拉伸，电晕装置的电晕功率较大，放电不均匀。但是，锂电池隔膜通常厚度为7-40μm，表面存在大量微孔结构，对于温度和张力波动敏感，因此，传统的电晕处理装置无法满足电池隔膜电晕处理的要求。

发明内容

本申请的目的是提供一种结构改进的特别用于电池隔膜电晕处理的装置。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种用于电池隔膜电晕处理的装置，包括张力隔断装置、放电极和电晕辊；张力隔断装置用于隔断隔膜电晕处理段与放卷段的张力，隔膜先经过张力隔断装置后再到电晕辊进行电晕处理；放电极与电晕辊配合，用于对通过电晕辊的隔膜进行电晕处理。

需要说明的是，隔膜一般是通过放卷装置出来后经由电晕处理装置进行电晕处理的，本申请的发明人发现，电晕处理的过程中会引起材料张力波动，影响放卷，从而影响生产质量；因此，创造性的增加一个张力隔断装置，隔膜从放卷装置出来后先经过张力隔断装置，即相当于张力隔断装置设置于电晕辊之前，即放卷装置和电晕辊之间，把放卷张力与电晕处理进行隔断，以消除电晕引起的材料张力波动对放卷的影响。

进一步的，电晕辊内部设置有供冷却水流通的水冷通道，电晕辊的侧面开设有连通水冷通道的冷却水进口和出口。需要说明的是，本申请的发明人发现，在电晕处理的过程中，隔膜的温度会上升，发生热收缩和粘辊等问题，从而影响隔膜的质量，因此，创造性的在电晕辊内设置水冷通道，对电晕辊表面进行冷却降温。本申请的发明人发现，将电晕辊表面温度控制在室温至40度之间，即可有效的减小电晕处理过程中隔膜的温度波动。

本申请的一种实现方式中，用于电池隔膜电晕处理的装置还包括用于控制电晕辊的水冷通道中的冷却水流通的冷却水系统，冷却水系统控制冷却水在水冷通过中流通，从而实现电晕辊冷却降温。需要说明的是，本申请中的冷却水系统可以是用于电池隔膜电晕处理的装置自带的冷却水系统，也可以外接其它的冷却水系统，比如外接冷却水塔之类的。

本申请的一种实现方式中，用于电池隔膜电晕处理的装置还包括压辊装置，压辊装置与电晕辊相配合，压辊装置将隔膜压着在电晕辊上。需要说明的是，本申请的发明人发现，在对电池隔膜进行电晕处理的过程中，其背面偶尔会不均匀的产生电晕处理效果，经过研究发现，这是由于电池隔膜与电晕辊之间夹入的空气造成的；因此，设置压辊装置将电池隔膜压着在电晕辊上，压辊装置设置于电晕辊进行电晕处理位置的其中一侧，隔膜先被压辊装置压着后再进入电晕处理的位置进行电晕处理；从而避免了电池隔膜与电晕辊之间夹入空气，提高了电池隔膜单面电晕处理的效果和质量。

还需要说明的是，在需要对隔膜两面都进行电晕处理时，只需要在本申请的电晕处理装置中再增加一套电晕处理的原件，用以对另外一面进行电晕处理即可；这个过程中，同样也需要采用压辊装置将电池隔膜压着在电晕辊上；因为，无论是单面电晕处理还是双面电晕处理，电池隔膜与电晕辊之间夹入的空气所引起的电晕都会影响电晕处理的均匀性，进而影响电晕处理的质量和效果。其中，一套电晕处理的原件包括基础的，压辊装置、放电极和电晕辊，优选的，还可以包括一个张力隔断装置。

本申请的一种实现方式中，用于电池隔膜电晕处理的装置还包括控制电晕辊和压辊装置转动的同步驱动电机。需要说明的是，本申请的发明人发现，在电晕处理的过程中，电池隔膜容易变形，在排出了因材料张力波动影响放卷而造成变形的影响因素外，本申请的发明人发现，由于电池隔膜比较薄、质量轻，放卷装置的放卷速度和电晕处理的速度的细微差异同样会造成隔膜拉伸变形；因此，在本申请的用于电池隔膜电晕处理的装置中，增设一个同步驱动电机以保障电晕辊的线速度和放卷装置的线速度一致。

本申请中，优选的，电晕辊为硅胶棍。更优选的，电晕辊为表面进行过陶瓷喷涂处理的铝棍。

本申请的另一面公开了一种电池隔膜在线电晕处理系统，该系统中安装了本申请的用于电池隔膜电晕处理的装置。需要说明的是，本申请的用于电池隔膜电晕处理的装置适合于现有的所有需要对电池隔膜进行涂布的生产系统，因此，在现有的生产系统中，直接在其放卷装置之后接入本申请的用于电池隔膜电晕处理的装置即可；经过电晕处理后，可以直接连接收卷装置，用收卷装置收起来，以用于后续操作；也可以接涂布装置，经过电晕处理后直接进行涂布。

本申请的一种实现方式中，用于电池隔膜电晕处理的装置就是安装于放卷装置和收卷装置之间的，电池隔膜从放卷装置出来后经由本申请的用于电池隔膜电晕处理的装置，电晕处理完成后由收卷装置收起来备用。

本申请的另一种实现方式中，用于电池隔膜电晕处理的装置安装于放卷装置和涂布装置之间；电池隔膜从放卷装置出来后经由本申请的用于电池隔膜电晕处理的装置，电晕处理后直接进行涂布处理，涂布处理完成后再由收卷装置收起来。需要说明的是，本申请的申请人发现，电晕效果会随存放时间的延长而衰减，也就是说，电晕处理后如果不及时进行涂布，存放一段时间后，其效果会变差；因此，本申请的具体实施方式中优选的将本申请的用于电池隔膜电晕处理的装置与涂布装置安装在一起。

由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：

本申请的用于电池隔膜电晕处理的装置特别针对电池隔膜电晕处理的特点进行设计，电晕处理后，电池隔膜表面达因值提高到36达因以上，电池隔膜表面无黑点、针孔、破膜和电晕击穿等损伤，电晕质量和效果良好，提高了电池隔膜电晕处理的质量和效果。采用本申请的电晕处理装置对电池隔膜进行电晕处理后进行涂层的电池隔膜，其涂层剥离强度测试显示，剥离强度提高了30%-500%，涂层与基膜的粘附性增强。

附图说明

图1是本申请的实施例中用于电池隔膜电晕处理的装置的结构示意图；

图中1 为张力隔断装置，2 为压辊装置，3 为电晕辊，4 为放电极，3-1 为冷却水进口，3-2 为冷却水出口，3-3 为同步驱动电机。

具体实施方式

本申请针对电池隔膜表面多孔、隔膜薄、质量轻、对温度和张力波动敏感等特点特别设计了其专用的电晕处理装置。首先，本申请的用于电池隔膜电晕处理的装置中设计了张力隔断装置，通过该装置将放卷张力与电晕处理隔断，以避免电晕处理引起的材料张力波动对放卷的影响。其次，在本申请的优选实现方式中，为了避免电晕处理过程中隔膜温度升高，发生热收缩和粘辊等问题，采用冷却水系统对电晕辊表面进行冷却降温处理，本申请的一种实现方式中，电晕辊的冷却是这样实现的，电晕辊为空心的，在电晕辊内部设置有水冷通道，电晕辊的侧面开设有连通水冷通道的冷却水进口和出口，冷却水系统控制冷却水在水冷通过中流通，从而通过冷却水循环实现电晕辊冷却降温。在本申请的一种实现方式中，为了保障对隔膜单面电晕处理的效果，并避免隔膜背面被电晕处理，还设置了一个压辊装置，压辊装置设置于电晕辊上，于电晕处理位置之前，如图1所示，电晕处理在电晕辊3的正上方进行，即放电极4对应的地方，而压辊装置2则位于电晕辊3的左边，隔膜从左边进入被压辊装置2压着在电晕辊3上，然后进行电晕处理；采用压辊装置压着有效的避免了电池隔膜与电晕辊之间夹入空气，从而避免电池隔膜背面被电晕处理。

本申请中，涂层与基膜的粘附性由涂层剥离强度表示，剥离强度越高，涂层与基膜的粘附性越好。测试方法参考GB/T 2792-1998压敏粘胶带180°剥离强度试验方法。

下面通过具体实施例并结合附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

实施例1

本例的用于电池隔膜电晕处理的装置，如图1所示，包括张力隔断装置1，压辊装置2，电晕辊3，放电极4和同步驱动电机3-3。张力隔断装置1为一对辊轴，位于本例的用于电池隔膜电晕处理的装置的隔膜入口处；压辊装置2为一个辊轴，压辊装置2与电晕辊3配合，将隔膜压着在电晕辊3上；放电极4紧随压辊装置2之后，同样与电晕辊3配合，用于给隔膜进行电晕处理；如图1所示，本例中，放电极4位于电晕辊3的正上方，压辊装置2位于电晕辊3的左侧。电晕辊3内设置有水冷通道，电晕辊3的侧面开始有冷却水进口3-1和冷却水出口3-2，通过外接冷却水系统控制冷却水在电晕辊的水冷通道中流通。同步驱动电机3-3用于控制压辊装置2和电晕辊3的转动，使之与放卷装置的放卷速度保持一致。

使用时，隔膜从放卷装置出来，经过张力隔断装置1后，由压辊装置2压着在电晕辊3上，然后隔膜经由电晕辊上与放电极4对应的区域，即电晕处理区域，进行电晕处理。同步驱动电机3-3驱动压辊装置2和电晕辊3转动，使之与放卷装置的放卷速度保持一致。同时，冷却水从冷却水进口3-1进入电晕辊3的水冷通道，然后从冷却水出口3-2流出，这个过程中，冷却水将电晕处理产生的温度带走，使得电晕辊3的表面温度控制在室温至40度之间。

本例的用于电池隔膜电晕处理的装置，其中，张力隔断装置将电晕处理与放卷隔开，从而避免电晕处理引起的材料张力波动影响放卷；压辊装置将电池隔膜压着在电晕辊上，避免电池隔膜与电晕辊直接夹入空气；同步驱动电机保障了电晕处理速度与放卷速度一致，避免由于速度不一致对隔膜造成拉伸；电晕辊的水冷通道的设置保障了电晕辊表面的温度稳定，减小了电池隔膜在电晕处理时的温度波动。本例的电晕处理装置特别针对电池隔膜的特点设计，避免了或减小了电晕处理过程中可能出现的温度和张力波动，从而保障了电池隔膜电晕处理的质量和效果。

本例的一种实践操作方式中，将本例的用于电池隔膜电晕处理的装置安装于放卷装置和涂布装置之间，电晕处理后，直接进行涂布处理，从而实现了电池隔膜的在线电晕处理，据此提出了一种新的电池隔膜在线电晕处理系统。同样的，该电池隔膜在线电晕处理系统电晕处理完成后立刻进行涂布处理，保证了涂布的效果，并且，避免了电晕处理后存放时间太长而导致电晕效果降低，影响涂布效果的问题。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于电池隔膜电晕处理的装置，其特征在于：包括张力隔断装置、放电极和电晕辊；

所述张力隔断装置用于隔断隔膜与外界的张力，隔膜先经过所述张力隔断装置后再到电晕辊进行电晕处理；

所述放电极与所述电晕辊配合，用于对通过电晕辊的隔膜进行电晕处理。

2.根据权利要求1所述的用于电池隔膜电晕处理的装置，其特征在于：所述电晕辊内部设置有供冷却水流通的水冷通道，电晕辊的侧面开设有连通水冷通道的冷却水进口和出口。

3.根据权利要求2所述的用于电池隔膜电晕处理的装置，其特征在于：还包括用于控制所述水冷通道中的冷却水流通的冷却水系统。

4.根据权利要求1所述的用于电池隔膜电晕处理的装置，其特征在于：还包括压辊装置，所述压辊装置与所述电晕辊相配合，压辊装置将隔膜压着在电晕辊上。

5.根据权利要求1所述的用于电池隔膜电晕处理的装置，其特征在于：还包括控制所述电晕辊和压辊装置转动的同步驱动电机。

6.根据权利要求1所述的用于电池隔膜电晕处理的装置，其特征在于：所述电晕辊为硅胶棍。

7.根据权利要求1所述的用于电池隔膜电晕处理的装置，其特征在于：所述电晕辊为表面进行过陶瓷喷涂处理的铝棍。

8.一种电池隔膜在线电晕处理系统，其特征在于：所述系统中安装有权利要求1-7任一项所述的用于电池隔膜电晕处理的装置。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：包括放卷装置和收卷装置，所述用于电池隔膜电晕处理的装置安装于所述放卷装置和收卷装置之间。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：包括工艺承接的放卷装置、涂布装置和收卷装置，所述用于电池隔膜电晕处理的装置安装于所述放卷装置和涂布装置之间，隔膜经过电晕处理后直接进行涂布处理。

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