CN211182337U

CN211182337U - 一种锂离子电池隔离膜用的热压装置

Info

Publication number: CN211182337U
Application number: CN201922009365.1U
Authority: CN
Inventors: 程跃; 鲁秀玲; 苏晓明; 付以诗; 杨小锋; 金颖; 龚士茗; 何王涛
Original assignee: Shanghai Energy New Materials Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Energy New Materials Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2020-08-04
Anticipated expiration: 2029-11-20

Abstract

本实用新型涉及一种锂离子电池隔离膜用的热压装置，其包含本体和控制面板；控制面板与本体通过电线连接；本体包含下模片，耐高温弹性体长方块，定位支撑杆，上模片，圆角长方块，顶模板，伸缩杆；耐高温弹性体长方块置于下模片的凹槽中，用耐高温胶水固定，定位支撑杆通过固定螺母与下模片连接，上模片通过通孔置于定位支撑杆上，顶模板与定位支撑杆通过上固定螺母和下固定螺母连接，圆角长方块焊接在上模片上，伸缩杆两端与上模片和顶模板通过螺母固定连接。本实用新型结构简单，操作方便，具有成本低、实用性强、效率高测量结果精确可靠等特点，便于推广使用。

Description

一种锂离子电池隔离膜用的热压装置

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池隔离膜测试分析领域，具体地说，一种锂离子电池隔离膜用的热压装置。

背景技术

锂离子电池具有高比能量密度、不自放电和没有记忆效应等优点，被广泛用于各个领域。锂离子电池隔离膜是锂离子电池结构中的关键内层组件之一，其作用是分隔正极与负极防止短路、隔绝电子，允许电解质离子通过。在锂离子电池组装成形过程中，隔离膜和正、负极片通过卷绕或者Z型叠片形成电芯，为确保正极片、隔膜、负极片之间的整齐程度，会对隔膜施加一定的张力，此张力会使隔膜在走带方向被拉长，进而产生较大的收缩量，从而导致电芯组装工艺后，特别是绕卷工艺，使得隔膜严重挤压极片，电芯发生变形，变形后的电芯不仅外观平整度差，内部还会存在隔膜褶皱等缺陷，这会导致容量低、循环性能差及自放电快等质量问题。电芯叠片或卷绕后热压能够改善电极与隔膜的界面，使两者紧密接触，缩短锂离子传输路径，有利于电池性能提高。电芯热压主要的工艺参数有加压压力、加压时间和模板温度。在合适的工艺参数下，电芯内部几乎不存在空气，隔膜和极片紧密粘合在一起，松散电芯能够变成硬块状态。但是，对于陶瓷隔离膜而言，隔离膜由于陶瓷层的存在很难与极片粘合在一起形成这种状态。

为了提高隔膜与极片之间的粘结力，改善电芯成品质量，提高电池循环寿命等性能，相关研发人员开发了含有PVDF以及其他聚合物胶的功能涂布隔离膜，此类功能涂布隔离膜的显著特点是在较高温下，施加一定的压力或放置在电解液中溶胀后施加一定的压力均能使隔离膜与极片产生粘结力，能减少电芯空隙，增加极片硬度，提高电芯的成品率和安全性。而隔离膜与极片之间粘结力的大小与施压温度、压力以及施压时间等工艺参数有关，如何准确测量此类功能涂布膜与电极极片的粘结力是开发和改进此类功能隔离膜的重要环节。目前主要的测试方法是将隔离膜与电池极片通过卷绕或叠片制成电芯，在一定的温度和压力下条件下对电芯预压一段时间，后注入电解液停一定的时间将电芯拆开，测量隔离膜与电池极片之间的粘结力，这种方法相对而言比较繁琐，效率低，需要相应的设备制备电芯，不利于推广使用。此外，也有人将此类涂布隔离膜和极片叠合在一起，通过压力机在一定的温度和时间内对隔离膜和极片施加一定的压力，然后去测量隔离膜与极片之间的粘结力，但由于此类功能涂布隔离膜厚度在8～24微米，市面上电池极片厚度在100～200微米，两者叠合在一起的厚度依然比较薄，而施加的压力通常低于5MPa，一般的压力机无法在如此薄的厚度下精确地给予较小的压力，因此可能会导致实验数据不准确，误导实验研发人员。

为了解决此问题，本实用新型提供了一种简单且能精确施压的锂离子电池隔离膜热压装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种锂离子电池隔离膜用的热压装置。

一种锂离子电池隔离膜用的热压装置，其包含本体和控制面板；控制面板与本体通过电线连接；本体包含下模片，耐高温弹性体长方块，定位支撑杆，上模片，圆角长方块，顶模板，伸缩杆；耐高温弹性体长方块置于下模片的凹槽中，用耐高温胶水固定，定位支撑杆通过固定螺母与下模片连接，上模片通过通孔置于定位支撑杆上，顶模板与定位支撑杆通过上固定螺母和下固定螺母连接，圆角长方块焊接在上模片上，伸缩杆两端与上模片和顶模板通过螺母固定连接。

所述圆角长方块的长度介于10～15mm，宽度介于5～10mm，厚度介于2～5mm。

所述的上模片内设置有温度传感器和电加热系统。

所述的圆角长方块中设置有加热系统、温度传感器以及压力传感器。

所述的下模片内设置有加热系统和温度传感器。

所述的耐高温弹性体长方块的尺寸与所述的圆角长方块的尺寸相同。

所述的耐高温弹性体长方块所用材料为改性三元乙丙橡胶。

所述的上模片通过固定在下模片的四根定位支撑杆进行定位并上下移动。

所述的控制面板包含上模片温控系统，下模片温控系统，上模片上升按钮，上模片下降按钮，上模板停止按钮，电源开关，圆角长方块的压力控制显示系统。

上模片温控系统可以进行上模片温度的设定，显示上模片的实际温度，并通过上模片加热系统对上模片进行加热。

所述的下模片温控系统可以进行温度的设定，显示下模片的实际温度，并通过下模片加热系统对下模片进行加热。

所述的上模片温度控制范围为30～120℃，所述的上模片压力控制范围为0～10MPa；所述的下模片的温度控制范围为30～120℃。

所述的圆角长方块的压力控制显示系统可以对上模片设定压力，并显示上模片的实际承受的压力。

在所述的控制系统作用下，通过电机驱动，顶模板与上模片之间的伸缩装置拉动或推动上模片，实现上模片的下降或上升。

与现有技术相比，本实用新型的积极效果是：

1.操作过程简单方便，效率高；

2.结构简单，成本较低，实用性，可推广性强；

3.施压过程压力可精确控制，测量结果准确可靠。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

附图中的标记为：

1 下模片，

2 耐高温弹性体长方块，

3 定位支撑杆，

31 固定螺母，

32 下固定螺母，

33 上固定螺母，

4 上模片，

5 圆角长方块，

6 顶模板，

7 伸缩杆；

8 上模片温控系统，

9 下模片温控系统，

10 上模片上升按钮，

11 上模片下降按钮，

12 上模板停止按钮，

13 电源开关，

14 圆角长方块的压力控制显示系统。

具体实施方式

以下提供本实用新型一种锂离子电池隔离膜用的热压装置的具体实施方式。

实施例1

请参见附图1，一种锂离子电池隔离膜用的热压装置。

一种锂离子电池隔离膜用的热压装置，其包含本体和控制面板；控制面板与本体通过电线连接；本体包含下模片1，耐高温弹性体长方块2，定位支撑杆3，上模片4，圆角长方块5，顶模板6，伸缩杆7；耐高温弹性体长方块2置于下模片1的凹槽中，用耐高温胶水固定，定位支撑杆3通过固定螺母31与下模片1连接，上模片4通过通孔置于定位支撑杆3上，顶模板6与定位支撑杆3通过上固定螺母33和下固定螺母32连接，圆角长方块5焊接在上模片4上，伸缩杆7两端与上模片4和顶模板6通过螺母固定连接。

所述圆角长方块5的长度介于10～15mm，宽度介于5～10mm，厚度介于2～5mm。

所述的上模片4内设置有温度传感器和电加热系统。

所述的圆角长方块5中设置有加热系统、温度传感器以及压力传感器。

所述的下模片1内设置有加热系统和温度传感器。

所述的耐高温弹性体长方块2的尺寸与所述的圆角长方块的尺寸相同。

所述的耐高温弹性体长方块2所用材料为改性三元乙丙橡胶。

所述的上模片4通过固定在下模片的四根定位支撑杆3进行定位并上下移动。

所述的控制面板包含上模片温控系统8，下模片温控系统9，上模片上升按钮10，上模片下降按钮11，上模板停止按钮12，电源开关13，圆角长方块的压力控制显示系统14。

上模片温控系统8可以进行上模片温度的设定，显示上模片的实际温度，并通过上模片加热系统对上模片进行加热。

所述的下模片温控系统9可以进行温度的设定，显示下模片的实际温度，并通过下模片加热系统对下模片进行加热。

所述的圆角长方块的压力控制显示系统14可以对上模片设定压力，并显示上模片的实际承受的压力。

在所述的控制系统作用下，通过电机驱动，顶模板6与上模片4之间的伸缩装置拉动或推动上模片，实现上模片的下降或上升。

利用本实用新型热压装置对隔离膜与电池极片进行热压的具体过程是，打开控制面板中的电源开关13，在上模片的圆角长方块5中的压力控制显示系统14设置预定压力值，在上模片温控系统8和下模片温控系统9设置预定的温度，加热系统开始加热，待上模片4温度和下模片1实际温度达到设定的温度并稳定后，将隔离膜样条与电池极片叠加好后放在下模片1的耐高温弹性体长方块2的上面，按下控制面板中的下模片下降按钮11，上模片4就会在控制系统的作用下，电机驱动位于顶模板与上模片之间的伸缩杆7，推动下模片1以一定的速度下降，使得上模片中间部位设置的突出的圆角长方块5与下模片的耐高温弹性体长方块2接触，最终对位于上模片中间部位设置的突出的长方块5与下模片1上的耐高温弹性体长方块2之间的隔离膜和电池极片施加压力，控制面板上的压力控制显示系统14显示实时压力，当施加的压力达到设定值后，伸缩杆7停止推动，在设定的时间内保持此压力值，然后按下控制面板的上模片上升按钮10，上模片4上升，压力解除，上模片4上升的距离以能顺利取出隔离膜与极片的热压样品即可，此时按下控制面板的上模片停止按钮12，上模片4停止运动，取出隔离膜和极片热压样条，此即为本实用新型完整的热压过程。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种锂离子电池隔离膜用的热压装置，其特征在于：其包含本体和控制面板；控制面板与本体通过电线连接；本体包含下模片，耐高温弹性体长方块，定位支撑杆，上模片，圆角长方块，顶模板，伸缩杆；耐高温弹性体长方块置于下模片的凹槽中，用耐高温胶水固定，定位支撑杆通过固定螺母与下模片连接，上模片通过通孔置于定位支撑杆上，顶模板与定位支撑杆通过上固定螺母和下固定螺母连接，圆角长方块焊接在上模片上，伸缩杆两端与上模片和顶模板通过螺母固定连接。

2.如权利要求1所述的一种锂离子电池隔离膜用的热压装置，其特征在于，所述的耐高温弹性体长方块的尺寸与所述的圆角长方块的尺寸相同。

3.如权利要求1所述的一种锂离子电池隔离膜用的热压装置，其特征在于，所述的上模片通过固定在下模片的四根定位支撑杆进行定位并上下移动。