电池隔膜烘箱装置的制作方法

本发明涉及电池隔膜生产系统技术领域，具体涉及一种电池隔膜烘箱装置。

背景技术：

随着高性能充电电池在便携式电子设备、移动产品和通讯设备上需求的不断增加，作为电池核心部件之一的电池隔膜，也出现了迅猛发展的势头。目前市场上销售的电池隔膜主要是以聚乙烯和聚丙烯为材料的聚烯烃微孔膜。根据聚烯烃锂电池微孔膜的生产工艺的不同，制备方法有干法(熔融拉伸法)和湿法(热致相分离法)两种。干法制备聚烯烃隔膜技术占据着国内高端市场的大部分份额。

在以干法单向拉伸工艺生产聚丙烯锂电池隔膜的技术中，聚丙烯熔体经流延工序在高倍率拉伸下形成具有垂直于挤出方向、平行排立的片晶结构的硬弹性薄膜。在一定的温度下，将硬弹性薄膜进行热处理以消除薄膜中的片晶缺陷，使得片晶结构更加完善，并且提高片晶的厚度。

在生产聚丙烯隔膜的所有工序中，热处理工序对隔膜的产品质量的稳定性有着比较大的影响。热处理不均会对隔膜的孔隙率、孔径分布、强度等性能指标产生影响，从而导致隔膜产品的各个批次之间在性能上存在一定的差异，从而对下游产业电池质量的稳定性产生较大影响。

目前国内对聚丙烯流延膜进行热处理的方式主要采用离线式热处理工艺；具体方法是将收卷好的半成品膜卷放在膜架车上，膜架车上可放置多卷半成品膜卷，然后把装有半成品膜卷的膜架车推入定制的大型烘箱中，关闭烘箱门，设置所需温度及保温时间，在达到热处理要求后再把膜架车推出。采用这种热处理工艺，具有过程简单、设备投资小、人员操作灵活机动等优点，但是由于这种热处理过程的不连续性，以及烘箱中温度场的不均匀性，很难保证各个批次热处理薄膜性能的稳定。此外，由于聚丙烯的导热系数较小，使用离线式热处理工艺需要很长时间才能保证性能的稳定，难以满足大规模连续生产的需求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种电池隔膜烘箱装置，解决了以往电池隔膜的热处理设备热处理过程不连续以及烘箱中温度场不均匀，难以保证各个批次热处理薄膜性能稳定的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电池隔膜烘箱装置，包括箱体，所述箱体的前侧开设有进膜口，所述箱体的后侧开设有出膜口；

所述箱体内形成烘腔，所述烘腔内设置有隔膜传送装置以及吹风系统；

所述隔膜传送装置适于对进入烘腔内的电池隔膜进行传送；

所述吹风系统适于对烘腔内传送的电池隔膜进行吹风。

进一步，所述隔膜传送装置包括上牵引辊组和下过渡辊组；

所述上牵引辊组的各个上牵引辊在烘腔内左右向设置并做前后向分布；

所述下过渡辊组的各个下过渡辊在烘腔内左右向设置并做前后向分布；

所述上牵引辊组的各个上牵引辊和下过渡辊组的各个下过渡辊呈上下交错设置。

进一步，所述吹风系统包括进风管、左吹风管组以及右吹风管组，所述进风管分别与左吹风管组以及右吹风管组连接，适于对各个吹风管供应热风；

所述左吹风管组的各个左吹风管做竖直设置，所述左吹风管上沿长度方向开设有一排出气孔，所述左吹风管的出气孔朝右设置；

所述右吹风管组的各个右吹风管做竖直设置，所述右吹风管上沿长度方向开设有一排出风孔，所述右吹风管的出风孔朝左设置；

各个所述左吹风管和右吹风管呈左右交错设置。

进一步，所述上牵引辊与正下方两侧的下过渡辊之间形成左吹风区，各个所述左吹风管分别位于左吹风区的左侧；

所述下过渡辊与正上方两侧的上牵引辊之间形成右吹风区，各个所述右吹风管分别位于右吹风区的右侧。

进一步，所述左吹风管的进风口开设在左吹风管的上端，所述右吹风管的进风口开设在右吹风管的下端。

进一步，所述进风管的管路上设置有鼓风机、加热包以及进风静压箱。

进一步，所述箱体的顶部开设有回风口，所述回风口连接有回风管，所述回风管的管路上设置有回风静压箱，所述回风管的出风口与鼓风机的进风口连接；

所述回风静压箱与鼓风机之间的回风管上设置有补风口。

进一步，所述箱体内设置有多根踏步横梁，各根踏步横梁在箱体内做左右向设置，所述踏步横梁分别位于左吹风区和右吹风区内；

所述踏步横梁的水平高度高于下过渡辊，且低于左吹风管和右吹风管。

进一步，所述箱体内设置有隔板，所述隔板将箱体内腔分隔成上腔和下腔，所述上腔即为所述的烘腔，所述下腔内设置有多个气缸，所述气缸的推杆与隔板连接，适于带动隔板在箱体内做上下运动，以调控烘腔的空间大小。

本发明的有益效果是：

隔膜传送装置的上下过渡辊组呈波浪形间隔排布，左右吹风管位于箱体的两侧，且与导辊垂直。电池隔膜从箱体下方进入，进风管内的热气经过箱体两侧竖直的吹风管，吹出的风与烘腔内的电池隔膜表面平行。位于左吹风区的左吹风管和位于右吹风区内的右吹风管对向吹风，且左吹风管与右吹风管的进风方向相反。使得位于烘腔内不同位置的电池隔膜表面所接收到的热风和温度均匀。相比于单侧吹风，双侧吹风能够获得透气度和厚度更加均匀的电池隔膜。热处理过程连续不断，箱体中温度场均匀，保证各个批次热处理薄膜的薄膜结晶度、片晶厚度、拉伸强度、回弹率等性能的稳定。

进风管内设置进风静压箱，回风管内设置回风静压箱，稳定气流和减少气流振动，风压更加稳定，风吹得更远，噪音降低，风量均匀分配。

踏步横梁位于下过渡辊上方、左右吹风管下方，方便工人更换膜卷时进行穿膜操作，同时便于工人维修箱体内部零部件以及擦拭导辊面。

隔板在箱体内做上下运动，以调控烘腔的空间大小，可有效缩小烘腔体积，提高保温效果。

设计巧妙、结构紧凑，操作方便，箱体内温度均匀，控制精度高，热处理效果好。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本实施例一电池隔膜烘箱装置的结构示意图；

图2是本实施例一电池隔膜烘箱装置烘腔内部的结构示意图；

图3是左吹风管和右吹风管的俯视图；

图4是左(右)吹风管的结构示意图；

图5是本实施例二电池隔膜烘箱装置的结构示意图；

图6是本实施例二电池隔膜烘箱装置烘腔内部的结构示意图。

其中：1、箱体；2、上牵引辊；3、下过渡辊；4、进风管；5、左吹风管；6、出气孔；7、右吹风管；8、出风孔；9、鼓风机；10、加热包；11、进风静压箱；12、回风口；13、回风管；14、回风静压箱；15、补风口；16、踏步横梁；17、隔板；18、气缸。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例一

如图1所示，一种电池隔膜烘箱装置，包括箱体1。箱体1为长方形整体型材焊接的框架结构，为保证强度和刚性，根据箱体1尺寸必须采用相应强度的金属型材来制作，整体框架要求平整方正，连接牢固。四周及顶部用保温板进行密封，底部用保温板进行架空。箱体1的一侧开有可拆卸的人孔，便于检修人员进入箱体1内检查和维护。箱体1的前侧开设有细窄长方形的进膜口，箱体1的后侧开设有细窄长方形的出膜口，用于引导电池隔膜进入及离开箱体1。在进膜口及出膜口的相应位置用支架固定有进口导向辊和出口导向辊，进口导向辊和出口导向辊均为从动辊，辊的两侧有轴承座及轴承用于运转，辊体采用铝制表面阳极氧化结构。箱体1内形成烘腔，烘腔内设置有隔膜传送装置以及吹风系统。隔膜传送装置适于对进入烘腔内的电池隔膜进行传送，吹风系统适于对烘腔内传送的电池隔膜进行吹风，确保电池隔膜热处理过程的连续性，实现箱体1中温度场的均匀性，以保证各个批次热处理薄膜性能稳定。

如图1和图2所示，隔膜传送装置包括上牵引辊组和下过渡辊组。上牵引辊组的各个上牵引辊2在烘腔内左右向设置并做前后向分布，下过渡辊组的各个下过渡辊3在烘腔内左右向设置并做前后向分布，上牵引辊组的各个上牵引辊2和下过渡辊组的各个下过渡辊3呈上下交错设置。上牵引辊2和下过渡辊3是由辊面和两侧支撑轴组成，辊面采用铝合金圆筒材料，确保强度和刚性的前提下尽量选用较轻的薄壁铝辊，两侧支撑轴与辊面固定加工而成，整体完成后两侧支撑轴与辊面同心，辊面圆跳动≤0.03mm/m。机加工结束，整体做动平衡保证辊筒运转时的平稳性。上牵引辊2及下过渡辊3的两侧设有轴承座及轴承便于辊体转动，辊体采用铝制表面阳极氧化结构。变频电机采用底座固定在箱体1外侧钢制框架上，用于驱动上牵引辊2及下过渡辊3运转。上牵引辊2和下过渡辊3两端的支撑轴固定在箱体1框架上，连接牢固稳定，轴承采用耐高温型号。轴承及轴承座均在箱体1侧面保温板外侧，一方面便于轴承加油可以延长轴承使用寿命，另一方面可减少轴承磨损产生的粉尘污染箱体1内部环境。电池隔膜在生产线上进行动态热处理需要根据电池隔膜的产品规格及生产线的速度，计算电池隔膜在箱体1内的停留时间。因此箱体1的整体长度、高度及箱体1内上下组对辊的数量就成为电池隔膜热处理效果的重要参数，上下组对辊即上牵引辊2和下过渡辊3。箱体1整体长度、高度的尺寸根据实际生产线的情况确定，本实施例优选高度尺寸≤2m，长度尺寸≤6m。上牵引辊2和下过渡辊3的直径≤250mm，上下组对辊间距尽可能小，考虑人员操作的因数优选尺寸250mm—300mm。外部的电池隔膜从进膜口进入烘腔内，从前向后依次交错绕过下过渡辊3和上牵引辊2，最后从出膜口排出箱体1。

如图3和图4所示，吹风系统包括进风管4、左吹风管组以及右吹风管组。进风管4分别与左吹风管组以及右吹风管组连接，适于对各个吹风管供应热风。左吹风管组的各个左吹风管5做竖直设置，左吹风管5上沿长度方向开设有一排出气孔6，左吹风管5的出气孔6朝右设置。右吹风管组的各个右吹风管7做竖直设置，右吹风管7上沿长度方向开设有一排出风孔8，右吹风管7的出风孔8朝左设置。各个左吹风管5和各个右吹风管7呈左右交错设置。进风管4内的热气经过箱体1两侧竖直的左右吹风管，吹出的风与烘腔内的电池隔膜表面平行。

如图1至图3所示，上牵引辊2与正下方两侧的下过渡辊3之间形成左吹风区，各个左吹风管5分别位于左吹风区的左侧。下过渡辊3与正上方两侧的上牵引辊2之间形成右吹风区，各个右吹风管7分别位于右吹风区的右侧。位于左吹风区的左吹风管5和位于右吹风区内的右吹风管7对向吹风，且左吹风管5与右吹风管7的进风方向相反。使得位于烘腔内不同位置的电池隔膜表面所接收到的热风和温度均匀。

如图1所示，左吹风管5的进风口开设在左吹风管5的上端，右吹风管7的进风口开设在右吹风管7的下端。平衡烘腔内上下部的热风温度，使整个烘腔内的温度均衡。左吹风管5与右吹风管7上均布置有阀门用于调节出风压力，左吹风管5与右吹风管7优选材料为不锈钢管，管道接口使用法兰连接，法兰断面采用耐高温密封材料进行密封。为了保证生产过程中温度的稳定，需对箱体1内两侧左吹风管5与右吹风管7的风速进行测量，通过阀门调节使左吹风管5与右吹风管7相对平衡，误差≤5%。

如图1所示，进风管4的管路上设置有鼓风机9、加热包10以及进风静压箱11。加热包10使管路内的气体加热，鼓风机9带动管路上的热风供应烘腔，进风静压箱11降低噪音，增加热风输送距离。

如图1所示，箱体1的顶部开设有回风口12，回风口12连接有回风管13，回风管13的管路上设置有回风静压箱14，回风管13的出风口与鼓风机9的进风口连接。回风静压箱14与鼓风机9之间的回风管13上设置有补风口15，补风口15上安装有调节阀。通过调节阀使外界的冷风由补风口15进入鼓风机9内，以调节箱体1内的风压，防止箱体1内产生负压，避免外界的冷风进入箱体1内，使箱体1内的温度降低，防止因箱体1内温度的波动而影响热处理中电池隔膜性能的稳定。回风静压箱14降低噪音，增加热风输送距离。回风管13包括回风总管及与回风总管连通的回风排管，回风排管的进风口与箱体1顶部的回风口12连通。回风总管与进风管4连通，且回风静压箱14设在回风总管上，回风总管上配有补风口，用于调节箱体1内风压情况。箱体1内表面采用薄壁不锈钢板包覆，包括上、下及四周表面，接缝整齐平整，通入箱体1的各个风管在箱体1侧面及顶面进行开孔，在开口处采用管套配合端盖压紧的方式保证箱体1外部的异物不会进入箱体1内部。

如图2所示，箱体1内设置有多根踏步横梁16，各根踏步横梁15在箱体1内做左右向设置，踏步横梁16分别位于左吹风区和右吹风区内。踏步横梁16的水平高度高于下过渡辊3，且低于左吹风管5和右吹风管7。踏步横梁16采用不锈钢方管制作，踏步横梁16的两端分别固定在箱体1的两侧。踏步横梁16位于下过渡辊3上方、左右吹风管下方，方便工人更换膜卷时进行穿膜操作，同时也方便工人对箱体1内部零部件进行维修以及擦拭导辊面。

实施例二

如图5和图6所示，在实施例一的基础上，本实施例二在箱体1内设置有隔板17，隔板17将箱体1内腔分隔成上腔和下腔，上腔即为烘腔。下腔内设置有多个气缸18，气缸18的推杆与隔板17连接，适于带动隔板17在箱体1内做上下运动，以调控烘腔的空间大小。隔板17在箱体1内做上下运动，以调控烘腔的空间大小，可有效缩小烘腔体积，提高保温效果。

锂电池隔膜生产线串联多个电池隔膜烘箱装置，形成动态热处理成套设备，以满足锂电池隔膜热处理时间长的要求。成套设备优选采用6-8套串联并结合生产线速度，以满足所有锂电池隔膜产品的要求。成套设备进出口导向辊及侧板用于前后两侧，中间采用成套设备紧密串联的方式即可达到所需的热处理时间。进口导向辊及出口导向辊分别与生产线的前道工段设备及后道工段设备衔接，使生产线上的电池隔膜连续通过，因此进口导向辊、出口导向辊的具体位置根据实际情况进行调整，达到满足工艺生产的要求，实现连续生产。

本实施例的具体操作过程是：

外部的电池隔膜从进膜口进入烘腔内，从前向后依次交错绕过下过渡辊3和上牵引辊2，最后从出膜口排出箱体1。

启动气缸18，气缸18的推杆带动隔板17在箱体1内做上下运动，以调控合适的烘腔空间大小，缩放烘腔体积，提高保温效果，适应待热处理的电池隔膜需求。

外界的冷风通过补风口15进入鼓风机9中，同时鼓风机9抽取回风管13内的风进入进风管4内，再通过加热包10加热后进入进风静压箱11中降低噪音。进风静压箱11内的热风分别进入左吹风管组以及右吹风管组。各左吹风管5内的热风从出气孔6朝右排风，各右吹风管7内的热风从出风孔8朝左排风，吹出的风与烘腔内的电池隔膜表面平行，对烘腔内的电池隔膜进行热处理。

综上所述使用该发明的电池隔膜烘箱装置，隔膜传送装置的上下过渡辊组呈波浪形间隔排布，左右吹风管位于箱体的两侧，且与导辊垂直。电池隔膜从箱体下方进入，进风管内的热气经过箱体两侧竖直的吹风管，吹出的风与烘腔内的电池隔膜表面平行。位于左吹风区的左吹风管和位于右吹风区内的右吹风管对向吹风，且左吹风管与右吹风管的进风方向相反。使得位于烘腔内不同位置的电池隔膜表面所接收到的热风和温度均匀。相比于单侧吹风，双侧吹风能够获得透气度和厚度更加均匀的电池隔膜。热处理过程连续不断，箱体中温度场均匀，保证各个批次热处理薄膜的薄膜结晶度、片晶厚度、拉伸强度、回弹率等性能的稳定。

进风管内设置进风静压箱，回风管内设置回风静压箱，稳定气流和减少气流振动，风压更加稳定，风吹得更远，噪音降低，风量均匀分配。

踏步横梁位于下过渡辊上方、左右吹风管下方，方便工人更换膜卷时进行穿膜操作，同时便于工人维修箱体内部零部件以及擦拭导辊面。

隔板在箱体内做上下运动，以调控烘腔的空间大小，可有效缩小烘腔体积，提高保温效果。

设计巧妙、结构紧凑，操作方便，箱体内温度均匀，控制精度高，热处理效果好。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。