CN212603244U - 一种锂电池隔膜生产用铸片机构和铸片装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池隔膜生产用铸片机构和铸片装置，包括模头、急冷辊和用于支撑所述急冷辊的急冷支架，所述模头倾斜固定使其唇口方向与水平方向呈5‑89°夹角。通过调整模头的角度实现了增加急冷辊的直径但不导致流体在唇口处积碳划伤。使用大直径的冷却辊，提高了冷却效率，保证待成膜流体在经过急冷辊固化成铸片后温度降至80℃以下，使铸片在急冷辊上结晶完全。

Description

一种锂电池隔膜生产用铸片机构和铸片装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池隔膜生产技术领域，特别是涉及一种锂电池隔膜生产用铸片机构和铸片装置。

背景技术

在锂电池隔膜生产过程中，将聚丙烯或聚乙烯等隔膜材料与石蜡油等混合均匀后，通过熔融挤出，经过冷却成膜、双向拉伸和萃取之后形成微孔的锂电池隔膜。

在熔融挤出过程中，通常是使用模头将储存在内的流体材料经过高压从唇口挤出，然后挤出的熔融流体在急冷辊上快速冷却成膜。

急冷辊的直径越大冷却效率越高，但是随着急冷辊的直径增大，如图1所示，当使用较小直径的急冷辊3，R2时，半固体流延膜倾斜角度为β，当使用较大直径的急冷辊3,R1时，半固体流延膜倾斜角度为α。从模头唇口处流出的半固体流延膜倾斜角度增大，导致流体在唇口处积碳划伤，因此急冷辊的直径不能过大。

高分子在结晶前会有一个预结晶的过程，锂离子电池湿法隔膜的结晶温度在120-80℃，由于冷却导致油的析出，会在急冷辊表面形成一层薄薄的油膜。现有急冷辊的直径一般在200-400mm之间，并不能完全冷却到结晶结束的温度，需要通过辅助冷却辊进行进一步的冷却，铸片在辅助冷却辊上依然会结晶并析出油，导致铸片收缩。此外，在铸片过程中，还需要关注环境温度、铸片厚度、铸片与辅助冷却辊的角度等等一系列工艺点，一旦某一点的改变都会造成连续不良或生产中断。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中冷却辊的直径不能过大，从而不能达到很好的冷却效果从而导致结晶不好的缺陷，而提供一种锂电池隔膜生产用铸片机构，该铸片机构通过调整模头的角度实现了增加急冷辊的直径但不导致流体在唇口处积碳划伤。

本实用新型的另一个目的，是提供一种锂电池隔膜生产用铸片装置。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种锂电池隔膜生产用铸片机构，包括用于挤出熔融体的模头和相对设置于所述模头下方的急冷辊，所述模头倾斜固定使其唇口方向与水平方向呈5-89°夹角。

在上述技术方案中，所述唇口方向与水平方向呈30-40°夹角。

在上述技术方案中，所述唇口与所述急冷辊的进料点之间的距离为5-15cm，所述进料点为经唇口挤出的熔融体与所述急冷辊相接触的点。

在上述技术方案中，所述急冷辊的直径为1.0-2.0m，优选1.2-1.6m。

在上述技术方案中，所述急冷辊为中空结构，中空腔室内填装冷媒，所述冷媒与模温机相连以控制冷媒的温度。

在上述技术方案中，所述冷媒为工业冷冻水或乙二醇。

在上述技术方案中，所述冷媒的温度为10-30℃。

本发明的另一方面，一种锂电池隔膜生产用铸片装置，包括固定基座、通过水平移动机构滑动连接在所述固定基座上的移动基座、通过升降装置固定在所述移动基座上的升降平台和通过急冷支架固定在所述升降平台上的上述锂电池隔膜生产用铸片机构，其中所述急冷辊与所述急冷支架通过轴承连接。

在上述技术方案中，还包括固定在拉伸支架上用于拉伸所述铸片的辅助冷却辊和导向辊，所述拉伸支架固定在所述升降平台上。

在上述技术方案中，所述拉伸支架底端固定在第一支架平台上，所述第一支架平台通过附加水平移动机构滑动连接在第二支架平台上，所示第二支架平台通过附加升降装置固定在所述升降平台上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型提供的锂电池隔膜生产用铸片机构，通过调整模头的角度实现了增加急冷辊的直径但不导致流体在唇口处积碳划伤。使用大直径的冷却辊，提高了冷却效率，保证待成膜流体在经过急冷辊固化成铸片后温度降至80℃以下，使铸片在急冷辊上结晶完全。

2.本实用新型提供的锂电池隔膜生产用铸片装置，可以在设备所能承受的最大线速度上保证铸片的温度达到最低结晶温度，在保证铸片结晶效果的前提下，提高生产效率。

3.本实用新型提供的锂电池隔膜生产用铸片装置，急冷辊的表面线速度相比于模头的出料速度是较高，可以给贴附在急冷辊表面的铸片以微牵伸拉力。微牵伸拉力能够给高分子一个有序取向，更有利于结晶，而且微牵伸拉力能够使得铸片和冷辊更好的贴附。

4.本实用新型提供的锂电池隔膜生产用铸片装置，将急冷支架固定在升降平台上，并通过升降装置和水平移动机构进行位置调整，使用更加方便。

附图说明

图1所示为背景技术中急冷棍与模头示意图；

图2所示为锂电池隔膜生产用铸片装置的结构示意图。

图中：1-模头，2-唇口，3-急冷辊，4-急冷支架，5-进料口，6-升降平台，7-移动基座，8-固定基座，9-拉伸支架，10-辅助冷却辊，11-导向辊，12-第一支架平台，13-第二支架平台。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种锂电池隔膜生产用铸片机构，如图2所示，包括用于储存和高压挤出熔融体的模头1、直径为1.6m的急冷辊3和用于支撑所述急冷辊3的急冷支架4(急冷支架4为两个，分别位于急冷辊3的两端，通过轴承连接)，所述模头1倾斜固定使其唇口2方向与水平方向呈30°夹角。所述唇口2与所述急冷辊3的进料口5之间的距离为15cm，所述进料口5是指从所述唇口2挤出的待成膜流体与所述急冷辊3的接触位置，并非具体的结构部件。

所述急冷辊3为中空结构，中空腔室内装有冷媒，所述冷媒为工业冷冻水，所述冷媒与模温机(图中未画出)相连以控制冷媒的温度在30℃，以保证待成膜流体在经过急冷辊3固化成铸片后温度降至80℃以下。

现有的铸片装置中，由于唇口2与急冷辊3之间的距离不能过大，急冷辊3的直径限制在400-800mm之间，急冷效果较差。本实施例中所用急冷辊3直径为1.6m，大大超过了400-800mm范围。但是由于所述模头1倾斜固定，不会造成唇口处积碳划伤，提高了急冷辊3的直径，从而提高了急冷效率，保证待成膜流体在经过急冷辊3固化成铸片后温度降至80℃以下，使铸片在急冷辊3上结晶完全。

此外，由于急冷辊3的直径增大，急冷效率提高，可以在设备所能承受的最大线速度上保证铸片的温度达到最低结晶温度，在保证铸片结晶效果的前提下，提高生产效率。

本实施例中，急冷辊3的表面速度为4-8m/min，模头1的出料速度为300-600kg/h生产效率较高。此外，急冷辊3的表面线速度相比于模头1的出料速度较高，可以给贴附在急冷辊3表面的铸片以微牵伸拉力。高分子在结晶前有预结晶现象，因此微牵伸拉力能够给高分子一个有序取向，更有利于结晶，而且微牵伸拉力能够使得铸片和冷辊更好的贴附。

实施例2

一种锂电池隔膜生产用铸片装置，包括用于储存和高压挤出待成膜流体的模头1、直径为1.2m的急冷辊3和用于支撑所述急冷辊3的急冷支架4，所述模头1倾斜固定使其唇口2方向与水平方向呈40°夹角。所述唇口2与所述急冷辊3的进料口5之间的距离为5cm。

所述急冷辊3为中空结构，内部装有冷媒，所述冷媒为乙二醇，所述冷媒与模温机相连以控制冷媒的温度在10℃，以保证待成膜流体在经过急冷辊3固化成膜后温度降至80℃以下。

所述急冷支架4固定在升降平台6上，所述升降平台6通过升降装置固定在移动基座7上，所述移动基座7通过水平移动机构滑动连接在固定基座8上。

在实际生产过程中，例如清洗模头、调整唇口开度或更换产品型号时，需要移动急冷辊的位置，因此将两个急冷支架固定在升降平台上，并通过升降装置和水平移动机构进行位置调整。本实施例中，所述升降装置采用电机驱动的涡轮丝杆结构，所述水平移动机构采用电机驱动的导轨丝杠结构，这两种结构是常见的升降结构和水平移动结构，其具体结构在此不再赘述。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上介绍其附加结构。

实施例2所述的锂电池隔膜生产用铸片装置，还包括固定在拉伸支架9上的三个呈倒三角分布的辅助冷却辊10和两个导向辊11，所述拉伸支架9底端固定在第一支架平台12上，所述第一支架平台12通过附加水平移动机构滑动连接在第二支架平台13上，所示第二支架平台13通过附加升降装置固定在所述升降平台6上。

本实施例中，所述附加升降装置和所述附加水平移动机构的结构与实施例2中所述的升降装置和水平移动机构的结构相同，其具体结构在此不再赘述。

辅助冷却辊对已经在急冷辊上结晶完全的铸片进行进一步冷却同时产生拉伸效果，然后通过导向辊将进一步冷却的铸片进行转向至基本水平，并对铸片起到一定的支撑作用，减少铸片架空距离，防止因铸片架空距离远产生的重力塌陷，以便于后续加工。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，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。

Claims (11)

1.一种锂电池隔膜生产用铸片机构，其特征在于，包括用于挤出熔融体的模头和相对设置于所述模头下方的急冷辊，所述模头倾斜固定使其唇口方向与水平方向呈5-89°夹角。

2.如权利要求1所述的锂电池隔膜生产用铸片机构，其特征在于，所述唇口方向与水平方向呈30-40°夹角。

3.如权利要求2所述的锂电池隔膜生产用铸片机构，其特征在于，所述唇口与所述急冷辊的进料点之间的距离为5-15cm，所述进料点为经唇口挤出的熔融体与所述急冷辊相接触的点。

4.如权利要求1所述的锂电池隔膜生产用铸片机构，其特征在于，所述急冷辊的直径为1.0-2.0m。

5.如权利要求4所述的锂电池隔膜生产用铸片机构，其特征在于，所述急冷辊的直径为1.2-1.6m。

6.如权利要求4所述的锂电池隔膜生产用铸片机构，其特征在于，所述急冷辊为中空结构，中空腔室内填装冷媒，所述冷媒与模温机相连以控制冷媒的温度。

7.如权利要求6所述的锂电池隔膜生产用铸片机构，其特征在于，所述冷媒为工业冷冻水或乙二醇。

8.如权利要求7所述的锂电池隔膜生产用铸片机构，其特征在于，所述冷媒的温度为10-30℃。

9.一种锂电池隔膜生产用铸片装置，其特征在于，包括固定基座、通过水平移动机构滑动连接在所述固定基座上的移动基座、通过升降装置固定在所述移动基座上的升降平台和通过急冷支架固定在所述升降平台上的如权利要求1所述的锂电池隔膜生产用铸片机构，其中所述急冷辊与所述急冷支架通过轴承连接。

10.如权利要求9所述的锂电池隔膜生产用铸片装置，其特征在于，还包括固定在拉伸支架上用于拉伸并进一步冷却所述铸片的辅助冷却辊和导向辊，所述拉伸支架固定在所述升降平台上。

11.如权利要求10所述的锂电池隔膜生产用铸片装置，其特征在于，所述拉伸支架底端固定在第一支架平台上，所述第一支架平台通过附加水平移动机构滑动连接在第二支架平台上，所示第二支架平台通过附加升降装置固定在所述升降平台上。

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