一种溶胀薄膜的制造工艺的制作方法

1.本发明公开一种锂电池加工工艺，特别是一种溶胀薄膜的制造工艺。


背景技术：

2.锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。
3.现有技术中的锂电池通常分为软包电池、柱状电池和纽扣式电池等几种。柱状电池和纽扣式电池的结构都是采用金属外壳包裹电芯制成，在加工过程中，先加工好外壳，然后再将电芯材料卷绕形成电池卷芯（即电芯），最后将电池卷芯装入壳体内，封装形成锂电池。由于加工工艺的限制，电芯尺寸不可能做到与外壳尺寸完全吻合，这样就难免会产生电芯与外壳之间存在一定的间隙，电池封装好后就会造成电芯在外壳内产生晃动，在运输、使用、碰撞试验、跌落试验等过程中，难免造成损坏，严重的情况下，会造成电芯极耳位脱焊、虚连以及电池短路等，从而造成电池故障，因此，如何解决电池电芯与外壳之间的间隙问题，就成了锂电池行业亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.针对上述提到的现有技术中的锂电池生产过程中，电芯和外壳之间存在间隙的缺点，本发明提供一种溶胀薄膜的制造工艺，通过该工艺生产的薄膜在浸入电解液中后，会产生溶胀效果，将电芯和外壳之间存在间隙充满，可解决电芯在外壳内晃动的问题。
5.本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种溶胀薄膜的制造工艺，该工艺包括下述步骤：步骤s1、结晶：将改性后的原材料在结晶塔持续通过热风加热烘干并不停搅拌，使其形成结晶状；步骤s2、干燥除湿：将结晶后的材料转入干燥除湿塔进行干燥、除湿；步骤s3、加热挤压：将干燥后的材料转入挤出机料斗，将材料通过挤出机挤；步骤s4、过滤：螺杆加热挤压材料经过120目以上的钢制滤网过滤；步骤s5、计量：过滤后的材料经齿轮计量泵进行计量，根据齿轮计量泵参数调整挤出模口的流量；步骤s6、挤出：通过衣架式平口模头进行挤出；步骤s7、铸片：挤出后的材料，进入铸片辊进行冷却铸片，通过铸片辊挤压使膜片材料厚度达到0.06mm~0.1mm；步骤s8、切边：通过切边设备对冷却后的薄膜进行切边处理；步骤s9、拉伸：将切边后的薄膜通过拉伸辊进行加热拉伸，达到膜材的设定厚度；步骤s10、热定型：通过热定型辊对拉伸后的薄膜进行热定型处理；步骤s11、测厚：通过自动测厚仪对热定型后的薄膜材料进行自动测厚，如果薄膜
材料厚度超过设定阈值，则对挤出模头的挤出参数进行调整；步骤s12、电晕：将拉伸后的薄膜材料进行电晕处理，使薄膜材料的达因值达到40以上；步骤s13、除静电：对电晕后的薄膜材料进行除静电处理；步骤s14、收卷：将除静电处理后的薄膜进行收卷，即成成品。
6.本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：所述的步骤s1中，烘干温度为115℃~125℃温度，烘干结晶时间为2.5小时~3小时。
7.所述的步骤s2中，干燥过程中干燥除湿塔内循环通入经除湿后的空气进行加热干燥，加热温度为100℃~120℃，干燥时间为2.5小时~3小时，配套的转轮除湿机的露点为-30℃~-40℃。
8.所述的步骤s3中，在干燥除湿塔至挤出机料斗的转入过程中，一直通过循环热风，使整个转入过程中为闭环加热循环状态。
9.所述的步骤s3中，挤出机主机温度：205℃~225℃，挤出机的螺杆的长径比为1：32~35，压缩比为3.0~3.2。
10.所述的步骤s7中，铸片辊采用45号钢材热处理加工而成，在铸片辊内通过冷却介质，使铸片辊温度保持在20℃~25℃。
11.所述的步骤s9中，拉伸温度采用70℃~80℃，拉伸辊一侧采用钢辊，另一侧采用橡胶辊，通过钢辊和橡胶辊对薄膜夹紧进行拉伸，使其达到设定厚度。
12.所述的步骤s9中，钢辊选用45#高碳钢进行镀铬处理，钢辊内部通入热水对薄膜进行加热。
13.所述的步骤s10中，热定型时，将薄膜加热至170℃~190℃，然后再经过冷却辊进行冷却至室温。
14.本发明的有益效果是：采用本发明生产的溶胀薄膜可用于动力锂电池、电动工具锂电池等中，将该薄膜包覆电池卷芯后装入外壳中，注入电解液后，薄膜体积溶胀体积膨胀比可达到或大于300%，从而充分填充电池内部的间隙，起到固定、绝缘、减震的作用，减少或杜绝电池在运动过程中，由于振动引起的单体电池短路、极耳脱焊等现象，大大提高电池的安全性。
15.下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
16.图1为本发明工艺流程图。
17.图2为本发明加工设备结构示意图。
18.图中，1-转轮除湿机，2-干燥除湿塔，3-螺杆挤出机，4-滤网，5-齿轮计量泵，6-挤出模头，7-铸片辊，8-切边设备，9-拉伸辊，10-热定型辊，11-测厚仪，12-高压电晕发生器，13-除静电装置，14-收卷辊。
具体实施方式
19.本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
20.请参看附图1，本发明主要保护一种溶胀薄膜的制造工艺，该工艺包括下述步骤：步骤s1、结晶：将改性后的原材料在结晶塔持续通过热风加热烘干并不停搅拌，使其形成结晶状，本实施例中，选用的烘干温度为115℃~125℃温度，烘干结晶时间为2.5小时~3小时，本实施例中，选用的改性的原材料为包括重量百分比为85%~90%的聚氨酯树脂、重量百分比为2.5%~4.5%的丙烯腈、重量百分比为3%~4.5%的丁二烯、重量百分比为3%~6.5%的苯乙烯和重量百分比为0.1%~0.5%的三（2,4-二叔丁基）亚磷酸苯酯经过改性合金工艺改性后形成的塑料颗粒；步骤s2、干燥除湿：将结晶后的材料转入干燥除湿塔2进行干燥、除湿，在干燥除湿塔2配套的转轮除湿机1中对空气进行除湿干燥，然后将干燥后的空气通入干燥除湿塔2中进行加热处理后对材料进行干燥，本实施例中，在干燥过程中干燥除湿塔2内循环通入经除湿后的空气进行加热干燥，加热温度为100℃~120℃，干燥时间为2.5小时~3小时，使材料彻底干燥，本实施例中，配套的转轮除湿机1的露点为-30℃~-40℃；步骤s3、加热挤压：将干燥后的材料转入挤出机料斗，在干燥除湿塔2至挤出机料斗的转入过程中，一直通过循环热风，使整个转入过程中为闭环加热循环状态，以维持材料的干燥，然后将材料通过挤出机3挤出，本实施例中，挤出机3主机温度：205℃~225℃，挤出机的螺杆的长径比为1：32~35，压缩比为3.0~3.2，螺杆做r角处理，保证其无死角，可使材料全部挤出，保证螺杆内无积料；步骤s4、过滤：螺杆加热挤压材料经过滤装置过滤，滤除内部残存的杂质，本实施例中，过滤装置采用120目以上的钢制滤网4；步骤s5、计量：过滤后的材料经齿轮计量泵5进行计量，根据齿轮计量泵5参数调整挤出头的流量和压力；步骤s6、挤出：通过衣架式平口模头进行挤出；步骤s7、铸片：挤出后的材料，进入铸片辊7进行冷却铸片，通过铸片辊7挤压使膜片材料厚度达到0.06mm~0.10mm；本实施例中，6、铸片辊采用45号钢材热处理加工而成，在铸片辊7内通过冷却介质，使铸片辊温度保持在20℃~25℃。
21.步骤s8、切边：通过切边设备8对冷却后的薄膜进行切边处理，切除两侧多余的废料，由于两侧多余废料会有毛边、缺口等，在后续的拉伸过程中，会产生受力不均等现象，容易对薄膜造成损坏，本实施例中，在拉伸前将其进行切除，以防止后续工艺对薄膜的损坏；步骤s9、拉伸：将切边后的薄膜通过拉伸辊9进行加热拉伸，拉伸温度采用70℃~80℃，本实施例中，拉伸辊9一侧采用钢辊（本实施例中，钢辊选用45#高碳钢进行镀铬处理，钢辊内部通入热水对薄膜进行加热，具体实施时，也可以采用其他加热方式），另一侧采用橡胶辊，通过钢辊和橡胶辊对薄膜夹紧进行拉伸，使其达到设定厚度，本实施例中，拉伸根据控制系统发出的模拟量进行精确计算获得稳定的电机转速，来控制产品的拉伸比，达到稳定的膜材的设定厚度；步骤s10、热定型：通过热定型辊10对拉伸后的薄膜进行热定型处理，让薄膜材料分子进行重新定型分布，以达到薄膜挺拔、光滑的效果，本实施例中，热定型时，将薄膜加热至170℃~190℃，然后再经过冷却辊进行冷却至室温；步骤s11、测厚：通过自动测厚仪11对热定型后的薄膜材料进行自动测厚，本实施例中，在薄膜材料横向方向上进行测厚，如果薄膜材料局部或整体厚度超过设定阈值，则对
挤出模头的挤出参数（即基础量）进行调整；步骤s12、电晕：将拉伸后的薄膜材料进行电晕处理，使薄膜一侧达到一定的粗糙度，以增加材料对胶水的附着力，本实施例中，需满足电晕后的薄膜材料的达因值达到40以上，本实施例中，电晕时，通过高压电晕发生器12使电压达到15000v以上，进料速度根据具体实际需要而定，需满足材料达因值达到40~42；步骤s13、除静电：对电晕后的薄膜材料进行除静电处理，本实施例中，通过除静电装置13将薄膜表面的静电去除，防止薄膜吸附灰尘、杂质；步骤s14、收卷：将除静电处理后的薄膜通过收卷辊14进行收卷，即成成品。
22.采用本发明生产的溶胀薄膜可用于动力锂电池、电动工具锂电池等中，将该薄膜包覆电池卷芯后装入外壳中，注入电解液后，薄膜体积溶胀体积膨胀比可达到或大于300%，从而充分填充电池内部的间隙，起到固定、绝缘、减震的作用，减少或杜绝电池在运动过程中，由于振动引起的单体电池短路、极耳脱焊等现象，大大提高电池的安全性。