锂电池隔膜生产线的制作方法

1.本技术涉及锂电池隔膜的生产技术领域，尤其是涉及一种锂电池隔膜生产线。


背景技术：

2.在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一，隔膜承担着隔绝锂电池的正极和负极，防止正极和负极接触造成锂电池短路，且隔膜具有多孔性，能使电解质离子通过的作用。锂电池由于电解液为有机溶剂体系，以此需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。
3.锂电池隔膜的生产工艺主要分为两种：干法工艺和湿法工艺，湿法工艺可以较好的控制孔径大小、分布和孔隙率，所以一般用于制造高端薄膜，且近年来以湿法工艺制备的锂电池隔膜越来越受到市场的推崇。
4.湿法工艺制作锂电池隔膜中，一般要经过投料、流延、纵向拉伸、横向拉伸、萃取、定型和分切七个工序，其中锂电池隔膜的投料操作中，配料是首要操作，原料由多种材料投放至料仓进行熔融而成，才能继续后续的工序。
5.然而，在进行原料投料中，相关技术中的锂电池隔膜生产线中的投料是锂电池隔膜生产的第一步，投料将多种材料按照一定比例混合后放置于料仓中，通过与料仓连接的挤出机挤出进行生产加工。由于多种材料的配比不一样，且材料的大小不一，在进行混合时难以混合均匀，容易造成挤出机挤出的原料不是均匀混合后的原料，影响锂电池隔膜后续的加工质量。


技术实现要素：

6.为了改善相关技术中锂电池隔膜的投料操作中原料搅拌不均匀的现象，本技术提供一种锂电池隔膜生产线。
7.本技术提供的一种锂电池隔膜生产线采用如下的技术方案：一种锂电池隔膜生产线，包括以下步骤：s1、隔膜原料投料，将所述原料按照一定配比通过配料装置进行混合处理，生成隔膜原料后经挤出机挤出；s2、隔膜原料流延，所述隔膜原料挤出后流延形成含成孔剂的流延厚片；s3、流延厚片双向拉伸，将所述流延厚片经拉伸装置依次进行纵向拉伸和横向拉伸，形成含孔剂的薄膜；s4、薄膜萃取，将所述薄膜经萃取剂萃取后形成不含孔剂的微孔膜；s5、微孔膜干燥定型，将所述微孔膜通过干燥装置烘干定型，形成锂电池隔膜成品；s6、锂电池隔膜成品卷取分切，将所述锂电池隔膜成品收卷并按规定要求分切。
8.通过采用上述技术方案，将母料及多种添加剂等原料按照生产需求的配比后通过配料装置进行混合，混合后生成隔膜原料经过挤出机高温塑化熔融以便更好地挤出，挤出
的隔膜原料需要流延冷却形成含孔剂的流延厚片，这一步将液态的隔膜原料变成固态的流延厚片，以供后续加工，流延厚片形成后需要进行纵向拉伸和横向拉伸，使得流延厚片的厚度变薄，并且使得流延厚片形成含孔剂的薄膜，经过拉伸形成的薄膜已经具有微孔，再通过萃取剂萃取后使得萃取剂进入到微孔内使得薄膜变成不含孔剂的微孔膜，从而使微孔膜的微孔呈现出来，萃取后的微孔膜要进行干燥定型以投入生产，微孔膜通过干燥装置彻底烘干定型后即变成了锂电池隔膜成品，此时的锂电池隔膜成品可以投入市场，在投入市场前按照规定对锂电池隔膜成品进行收卷分切，即可投入使用。这样的锂电池隔膜生产线，针对锂电池隔膜原料的供料装置和干燥装置进行改进，提高了锂电池隔膜生产线的生产效率，保证了锂电池隔膜的加工质量。
9.优选的，所述配料装置包括工作台以及设置于所述工作台上的供料组件以及混合组件，所述混合组件的下方设置有用于将所述隔膜原料挤出的挤出机。
10.通过采用上述技术方案，原料从供料组件内进入并进入到混合组件内进行混合，混合组件能将原料混合均匀，并通过挤出机将混合得到的隔膜原料挤出进行加工。
11.优选的，所述供料组件包括供料斗以及设置于所述供料斗下方的料管，所述料管的底部与所述混合组件连接。
12.通过采用上述技术方案，原料从供料斗内进入，通过料管进入到混合组件内进行混合。
13.优选的，所述混合组件包括第一混料斗以及设置于所述第一混料斗内的第二混料斗，所述第二混料斗能相对于所述第一混料斗进行转动，所述料管远离所述供料斗的一端穿过所述第一混料斗并与所述第二混料斗的内部贯通，所述第二混料斗的底部与所述挤出机连接。
14.通过采用上述技术方案，原料经过料管进入到第二混料斗内，且第二混料斗能相对于第一混料斗进行转动，使得在第二混料斗内的原料能随着第二混料斗的转动而充分混合均匀。
15.优选的，所述第二混料斗的内壁设置有多个接料板，多个所述接料板沿所述第二混料斗的周向方向均匀分布，所述接料板呈向下倾斜设置。
16.通过采用上述技术方案，接料板呈向下倾斜设置，由于原料具有良好的弹性，使得在下落过程中撞击接料板后，原料会弹起飞溅，从而达到混合的效果，使得原料在第二混料斗中进行混合均匀。
17.优选的，所述第二混料斗的底部套设有轴承，所述轴承外套设有外齿环，所述外齿环的外壁穿出所述第一混料斗并连接有传动箱，所述传动箱固定连接于所述第一混料斗的外壁，所述传动箱包括主动齿轮、从动齿轮以及连接于所述主动齿轮和所述从动齿轮之间的皮带，所述主动齿轮套设有第一驱动电机，所述从动齿轮同轴传动有传动齿轮，所述传动齿轮与所述外齿环的外壁啮合。
18.通过采用上述技术方案，当控制第一驱动电机使主动齿轮发生转动时，从而带动外齿环和第二混料斗进行转动，使得原料进入到第二混料斗内后，随着第二混料斗的转动加速混合，以使得原料混合均匀，以更精确地配比出隔膜原料。
19.优选的，所述干燥装置包括箱体以及设置于所述箱体内用于干燥的加热组件，所述箱体的两侧分别开设有贯穿所述箱体内部的进口和出口，所述箱体的顶部开设有出风
口，所述箱体的侧壁开设有进风口。
20.通过采用上述技术方案，微孔膜从箱体的进口处进入到箱体内进行干燥，干燥完成后从箱体的出口处穿出，箱体的进风口用于使空气进入到箱体内对微孔膜进行风干，箱体的出风口用于排出箱体内的空气，实现箱体内的空气循环，更好的对箱体内的微孔膜进行干燥。
21.优选的，所述加热组件包括设置于所述箱体内的加热箱以及设置于所述加热箱顶部的热风板，所述加热箱内设置有加热器和风机，所述风机的一端连接于所述进风口，所述风机的另一端连接于所述加热器，所述热风板上开设有多个用于将加热后的空气通向所述箱体内的气孔。
22.通过采用上述技术方案，当启动风机时，空气从进风口内进入风机内，风机将空气传送至加热箱内，空气被加热器加热后通过热风板上的气孔扩散出去，以对经过热风板上的微孔膜进行加热干燥，同时，对微孔膜干燥后的热空气会从箱体顶部的出风口排出，实现对微孔膜的循环干燥。
23.优选的，所述箱体内转动设置有两个引导辊筒，两个所述引导辊筒分别位于所述进口处和所述出口处，所述引导辊筒的两端分别连接于所述箱体的两个相对侧，所述引导辊筒的一端连接有第三驱动电机。
24.通过采用上述技术方案，当驱动第三驱动电机使得引导辊筒发生转动，从而使微孔膜在引导辊筒的转动下从箱体的进口处进入到箱体内干燥，并从出口处穿出，从而完成微孔膜的干燥。
25.优选的，所述箱体内还设置有用于平整所述热风板上的所述微孔膜的平整组件，所述平整组件包括设置于所述热风板上的导向杆以及两个滑动设置于所述导向杆上的压平辊，所述导向杆的两端分别连接于所述箱体的两个相对侧，所述导向杆的下方设置有双向丝杆，所述双向丝杆转动设置于所述箱体内，两个所述压平辊的侧部均开设有用于供所述双向丝杆穿过的螺纹孔，所述双向丝杆的一端穿出所述箱体外连接有第四驱动电机。
26.通过采用上述技术方案，当驱动第四驱动电机使得双向丝杆转动时，两个压平辊可以沿双向丝杆的长度方向进行相互靠近或相互远离的方向移动，从而对热风板上的微孔膜进行平整，使得微孔膜能贴着热风板，使得干燥效果更好。
27.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.在隔膜原料进行混合时通过配料装置实现原料的投料以及原料的均匀混合，将原料从供料斗投放至第二混料斗内搅拌，原料接触到第二混料斗内的接料板后进行弹射，以促进原料的混合，且第二混料斗能发生转动，从而能加速原料的混合，保证原料经挤出机挤出是通过均匀混合的，保证了锂电池隔膜的加工质量；2.干燥装置将萃取后的微孔膜进行干燥，通过风机将空气送入加热箱使得空气被加热器加热后经热风板吹向经过箱体内的微孔膜，微孔膜在箱体内能充分的风干，保证了微孔膜的干燥效果，使得微孔膜能变成锂电池隔膜成品。
附图说明
28.图1是本技术提供的一种锂电池隔膜生产线的流程图；图2是本技术实施例中锂电池隔膜生产线的部分结构示意图；
图3是本技术实施例中配料装置的剖视结构示意图；图4是本技术实施例中干燥装置的结构示意图；图5是本技术实施例中干燥装置的剖视结构示意图。
29.图中，1、工作台；2、挤出机；3、供料斗；31、料管；4、失重称；5、第一混料斗；6、第二混料斗；61、接料板；7、轴承；8、外齿环；9、第一驱动电机；10、传动箱；101、主动齿轮；102、从动齿轮；103、传动齿轮；11、挤出头；12、冷却辊筒；13、第二驱动电机；14、压板；15、气缸；16、拉伸装置；17、箱体；171、进口；172、出口；173、出风口；174、进风口；18、加热箱；181、热风板；1811、气孔；182、加热器；183、风机；1831、进风管；1832、出风管；1833、风罩；19、引导辊筒；191、第三驱动电机；20、导向杆；21、压平辊；22、双向丝杆；23、第四驱动电机。
具体实施方式
30.以下结合附图1-附图5，对本技术作进一步详细说明。
31.一种锂电池隔膜生产线，参照图1，包括s1、隔膜原料投料，将原料按照一定配比通过配料装置进行混合处理，生成隔膜原料后经挤出机2挤出；s2、隔膜原料流延，隔膜原料挤出后流延形成含成孔剂的流延厚片；s3、流延厚片双向拉伸，将流延厚片经拉伸装置16依次进行纵向拉伸和横向拉伸，形成含孔剂的薄膜；s4、薄膜萃取，将薄膜经萃取剂萃取后形成不含孔剂的微孔膜；s5、微孔膜干燥定型，将微孔膜通过干燥装置烘干定型，形成锂电池隔膜成品；s6、锂电池隔膜成品卷取分切，将锂电池隔膜成品收卷并按规定要求分切。
32.上述步骤s1中，原料为母料及多种添加剂，其中母料为pe或pp材料，多种添加剂中包含成孔剂，成孔剂的添加能在后续工序中使得锂电池隔膜具有微孔的特性。隔膜原料按照生产需求将大量母料和极少量的多种添加剂经过一定量的配比混合而成，添加剂直接影响着锂电池隔膜微孔的形成，母料与添加剂的均匀混合决定了锂电池隔膜微孔数量分布和孔径大小的均匀一致性。混合后的隔膜原料需要通过挤出机2高温塑化熔融，将隔膜原料熔融后方便挤出，以使得后续将熔融后的隔膜原料流延成型。
33.上述步骤s2中，流延是将熔融后的隔膜原料挤出后，使隔膜原料呈片状流延至用于将隔膜原料冷却成型的冷却辊筒12的辊面上，经过多个冷却辊筒12使得隔膜原料冷却定型，形成流延厚片。流延将流动的熔融隔膜原料冷却呈固态的片状流延厚片，且将熔融后的隔膜原料经过快速冷却，使得已产生分离的大部分成孔剂被锁在流延厚片内，使成孔剂不容易流失，以便后续进行拉伸操作。
34.上述步骤s3中，流延厚片需要进行双向拉伸才能形成薄膜，以适应生产需求。流延厚片经纵向拉伸和横向拉伸后形成微孔形状，此时的微孔内被成孔剂填充，需要经过后续萃取剂萃取将含孔剂的薄膜变成不含孔剂的薄膜，以使得微孔呈现。
35.上述步骤s4中，流延厚片经拉伸装置16形成含孔剂的薄膜，在湿法工艺制作锂电池隔膜中，添加剂中的成孔剂为高沸点、低挥发性的成孔剂，通过使用低沸点、易挥发性的萃取剂将成孔剂萃取出来，以使得萃取剂替代成孔剂的位置，使得薄膜形成不含孔剂的微孔膜，使锂电池隔膜具备微孔性。
36.在湿法工艺的生产过程中需采用高沸点、低挥发性的溶剂作为成孔剂，并在随后的萃取工序中使用低沸点、易挥发性溶剂将其洗脱出来，使薄膜形成微孔。经过萃取的微孔膜会通过干燥辊筒进行干燥以进一步除去萃取剂。
37.上述步骤s5中，萃取后得到的微孔膜通常需要干燥从而进一步除去微孔膜内的萃取剂，在干燥过程中必须要保证微孔膜的干燥彻底，如果微孔膜干燥不彻底，会使得到的锂电池隔膜成品表面产生水印，影响后续投入使用。
38.上述步骤s6中，锂电池隔膜成品制成后使用收卷机对锂电池隔膜成品进行收卷，并根据客户需求裁切成指定的形状和大小。
39.其中，参照图2和图3，配料装置包括工作台1、设置于工作台1上的供料组件以及设置于供料组件下方的混合组件，工作台1呈水平设置，混合组件的下方设置有用于将混合后的隔膜原料挤出的挤出机2。供料组件包括供料斗3以及设置于供料斗3下方的料管31，供料斗3呈漏斗状设置，供料斗3的大口端用于投放制作隔膜的原料，供料斗3的小口端安装有失重称4，失重称4用于精确地称量原料的重量，以制作出配比精确的原料。失重称4的底部与料管31连接，在本实施例中，供料斗3的数量有多个，多个供料斗3的底部均安装有失重称4，每个供料斗3对应有一个料管31，多个料管31均与混合组件连接，每个供料斗3对应投放一种原料，多种原料均通过失重称4称重后经料管31进入到混合组件中进行混合。
40.参照图3，混合组件包括第一混料斗5以及设置于第一混料斗5内的第二混料斗6，第一混料斗5套设于第二混料斗6外，第一混料斗5的大小大于第二混料斗6的大小，且第二混料斗6能相对第一混料斗5进行转动。第一混料斗5和第二混料斗6均呈中空的漏斗状设置，料管31远离供料斗3的一端经过第一混料斗5的大口端和第二混料斗6的大口端进入到第二混料斗6内，料管31与第二混料斗6内贯通，第二混料斗6的小口端与挤出机2相连接。
41.参照图3，第二混料斗6的内壁设置有多个接料板61，多个接料板61沿第二混料斗6的周向方向均匀分布，且多个接料板61相互上下错位设置。接料板61的一侧与第二混料斗6的内壁连接，接料板61的另一侧呈向下倾斜设置，在母粒和多种添加剂通过料管31进入到第二混料斗6内后，会往下运动，由于母料和多种添加剂都有良好的弹性，使得在下落过程中撞击接料板61后，母料和多种添加剂会弹起飞溅，从而达到混合的效果，使得母料和多种添加剂在第二混料斗6中进行混合均匀。
42.参照图3，第二混料斗6的小口端套设有轴承7，轴承7套设于第二混料斗6外，轴承7外套设有具有卡齿的外齿环8，外齿环8远离第二混料斗6的一侧穿出第一混料斗5外，并连接有传动箱10，传动箱10固定连接于第一混料斗5的外壁，传动箱10内转动设置有主动齿轮101、从动齿轮102以及连接于主动齿轮101和从动齿轮102之间的皮带。其中主动齿轮101固定套设有第一驱动电机9，第一驱动电机9的输出轴向下穿入主动齿轮101内，从动齿轮102远离主动齿轮101的一侧连接有传动齿轮103，从动齿轮102和传动齿轮103同轴转动，传动齿轮103远离从而齿轮的一侧与外齿环8的外壁相啮合。当控制第一驱动电机9使主动齿轮101发生转动时，从而带动外齿环8和第二混料斗6进行转动，使得母料和多种添加剂进入到第二混料斗6内后，随着第二混料斗6的转动加速混合，以使得母料和多种添加剂混合均匀，以更精确地配比出隔膜原料。
43.参照图3，第二混料斗6的底部与挤出机2的顶部相连通，挤出机2的一侧连通有挤出头11，混合后的原料经挤出机2高温塑化熔融，以更好地通过挤出头11挤出，方便进行下
一步工序。
44.参照图2和图3，挤出头11的下方设置有多个冷却辊筒12，多个冷却辊筒12并列设置于工作台1上，从挤出头11挤出的隔膜原料经冷却辊筒12流延后形成片状的流延厚片，以便进行后续的工序。冷却辊筒12的一端连接有第二驱动电机13，第二驱动电机13的输出轴与冷却辊筒12的一端连接。冷却辊筒12远离挤出头11的一侧设置有压制组件，压制组件包括两个在竖直方向上平行设置的压板14以及设置于压板14上的气缸15，两个压板14之间的缝隙可供流延厚片经过，气缸15固定连接于位于上方的压板14顶部，气缸15的活塞杆向下与压板14的顶部固定连接，在流延厚片经过两个压板14之间的缝隙时，通过驱动气缸15使得位于上方的压板14向下运动，对流延厚片进行压制。
45.参照图2，压板14远离冷却辊筒12的一侧设置有拉伸装置16，在本实施例中，拉伸装置16是现有技术，在此不过多说明。流延厚片经拉伸装置16后变成薄膜，薄膜经过萃取剂萃取形成微孔膜，微孔膜经萃取剂萃取后进入到干燥装置内干燥。
46.参照图4和图5，干燥装置包括箱体17以及设置于箱体17内的加热组件，箱体17的一侧开设有贯通箱体17内部的进口171，箱体17的一侧还开设有与箱体17内部贯通的出口172，进口171和出口172对应设置，且分别开设于箱体17的两侧。微孔膜从箱体17的进口171处进入，并从箱体17的出口172处穿出。
47.参照图4和图5，箱体17的顶部开设有用于将箱体17内空气排出的出风口173，箱体17的两个侧壁开设有用于进风的进风口174，在本实施例中，进风口174有两个，两个进风口174分别位于箱体17远离进风口174和出风口173的两侧。加热组件包括设置于箱体17内的加热箱18以及设置于加热箱18顶部的热风板181，加热箱18的一侧与进风口174连通。加热箱18内设置有加热器182，加热器182用于将从进风口174进入到箱体17内的空气进行加热，以对穿过箱体17内部的微孔膜干燥成锂电池隔膜成品。热风板181上开设有多个气孔1811，多个气孔1811均匀地分布在热风板181上，多个气孔1811均与加热箱18内部贯通。
48.参照图4和图5，加热箱18内设置有风机183，风机183的一端连接有进风管1831，风机183的另一端连接有出风管1832，进风管1831远离风机183的一端与进风口174相连，出风管1832远离风机183的一端连接有风罩1833，风罩1833呈梯形设置，风罩1833的小口端与出风管1832相连，风罩1833的大口端与加热器182相连，当启动风机183时，空气从进风口174内进入到风机183内，风机183将空气传送至加热箱18内，空气被加热器182加热后通过热风板181上的气孔1811扩散出去，以对经过热风板181上的微孔膜进行加热干燥，同时，对微孔膜干燥后的热空气会从箱体17顶部的出风口173排出。
49.参照图4和图5，箱体17内转动设置有两个引导辊筒19，两个引导辊筒19均呈水平设置，两个引导辊筒19的两端分别连接于箱体17的两个相对的内侧，两个引导辊筒19分别位于箱体17的进口171处和箱体17的出口172处，两个引导辊筒19分别位于加热箱18的两侧。引导辊筒19用于引导微孔膜从箱体17内穿入并从箱体17内穿出，两个引导辊筒19的一端均连接有第三驱动电机191，第三驱动电机191的输出轴与引导辊筒19的一端连接，当驱动第三驱动电机191使得引导辊筒19发生转动，从而使微孔膜在箱体17内运动。
50.参照图4和图5，箱体17内还设置有用于平整热风板181上的微孔膜的平整组件，平整组件位于热风板181的上方，平整组件包括连接于箱体17两个相对的内壁的导向杆20以及两个滑动设置于导向杆20上的压平辊21，导向杆20的两端分别连接于箱体17的两个相对
的内壁。两个压平辊21相对设置，两个压平辊21可以相对导向杆20的长度方向进行滑动。
51.参照图4和图5，箱体17内还转动设置有双向丝杆22，双向丝杆22的两端分别与箱体17的两个相对侧转动连接，双向丝杆22和导向杆20呈平行设置，两个压平辊21的侧部均开设有用于供双向丝杆22穿设的螺纹孔，双向丝杆22的两端分别与两个压平辊21的螺纹孔螺纹配合，以使得双向丝杆22转动时，两个压平辊21可以沿双向丝杆22的长度方向进行相互靠近或相互远离的方向移动。两个压平辊21远离双向丝杆22的一端压住微孔膜的表面。
52.参照图4和图5，双向丝杆22的一端穿出箱体17外并连接有第四驱动电机23，第四驱动电机23固定连接于箱体17的外壁，第四驱动电机23的输出轴与双向丝杆22的一端连接。
53.本技术实施例的实施原理为：将母料及多种添加剂等原料按照生产需求的配比后通过配料装置进行混合，混合后生成隔膜原料经过挤出机2高温塑化熔融以便更好地挤出，挤出的隔膜原料需要流延冷却形成含孔剂的流延厚片，这一步将液态的隔膜原料变成固态的流延厚片，以供后续加工，流延厚片形成后需要进行纵向拉伸和横向拉伸，使得流延厚片的厚度变薄，并且使得流延厚片形成含孔剂的薄膜，经过拉伸形成的薄膜已经具有微孔，再通过萃取剂萃取后使得萃取剂进入到微孔内使得薄膜变成不含孔剂的微孔膜，从而使微孔膜的微孔呈现出来，萃取后的微孔膜要进行干燥定型以投入生产，微孔膜通过干燥装置彻底烘干定型后即变成了锂电池隔膜成品，此时的锂电池隔膜成品可以投入市场，在投入市场前按照规定对锂电池隔膜成品进行收卷分切，即可投入使用。这样的锂电池隔膜生产线，针对锂电池隔膜原料的供料装置和干燥装置进行改进，提高了锂电池隔膜生产线的生产效率，保证了锂电池隔膜的加工质量。
54.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。