一种隔膜预处理装置的制作方法

本申请涉及一种隔膜预处理装置。具体而言，本申请涉及一种利用液体介质预处理隔膜的装置。

背景技术：

随着科技的发展，人类对能源的需求也越来越高，在用于便携装置的能源中，锂离子电池以其高能量密度等优点而受到了广泛的关注。隔膜作为电池中的核心材料之一，其性质会很大程度上影响锂离子电池的性能。

随着锂离子电池的容量越做越大，其安全性也逐渐引起了人们的重视。在隔膜表面涂覆无机材料能有效改善隔膜安全性能。

然而，由于常规的隔膜表面是疏水性的，因此在涂覆无机材料时，浸润性差，易出现漏涂或涂不上等不良现象。

而且，由于基材隔膜造膜工艺自身影响，易造成隔膜波浪边不良，在涂覆无机材料时，会出现漏涂不良现象，且涂覆后隔膜可能会卷曲，导致出现隔膜有波浪、不平整，分切后有弧度等问题。

CN203381189U公开了一种用于电池隔膜电晕处理的装置，其采用电晕设备，来改善基膜亲水性，提高达因值，使水性浆料在涂覆、烘干后能有效铺展在基膜表面。

CN205588622U公开了一种改善隔膜波浪边的装置，其使用热拉伸设备，在作为热传导介质的空气中进行热拉伸，从而改善隔膜的平整性。

技术实现要素：

技术问题

CN203381189U在原理上使用电晕处理对PE或PP进行氧化以产生亲水的-OH或-COOH，是一种破坏性处理，可能会影响隔膜的其他性质，而CN205588622U用空气作为热介质效率较低，为达到展平效果，必须施加较高的温度，从而对基膜存在一定破坏作用，因此，仍然需要新的改善隔膜的浸润性和平整性的方法。

技术方案

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于隔膜预处理的装置。

根据本实用新型的一个方面，其提供了一种用于隔膜预处理的装置，该装置包括：

拉伸装置，其包含放料辊、中间展平辊、收料辊；

加热装置，其包含壳体和位于壳体内的液体热传导介质，

其中，至少一个中间展平辊位于液体热传导介质中，放料辊和收料辊在液体热传导介质外。

所述液体热传导介质是去离子水，乙醇、丙醇、丁醇、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜的至少一种，其中，所述热传导介质的温度是20-80℃。

优选地，所述拉伸装置包含3-15个中间展平辊。

优选地，所述3-15个中间展平辊全部浸没在所述热传导介质中，放料辊和收料辊在所述液体热传导介质外，或者

优选地，所述3-15个中间展平辊中的一部分(优选50％-70％)浸没在液体热传导介质中，另一部分中间展平辊在液体热传导介质外。

优选地，所述加热装置还包括烘箱，且在液体热传导介质外的中间展平辊位于所述烘箱内。

优选地，在所述液体热传导介质中还可以溶解有选自羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯醇的一种或多种。

根据本实用新型的方法，通过在液体热传导介质中预处理隔膜，可以在相对低的温度下改善隔膜的平整性，而且，通过液体热传导介质的对隔膜的表面改性，可以提高隔膜的达因值，从而改善隔膜对于后续涂层的浸润性，以得到更好的涂覆效果。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个实施方式的用于隔膜预处理的装置的示意图。

图2是根据本实用新型的另一个实施方式的用于隔膜预处理的装置的示意图。

图3是根据本实用新型的又一个实施方式的用于隔膜预处理的装置的示意图。

附图标记：

110：放料辊 120：中间展平辊

130：收料辊 210：外壳

220：热传导介质 230：加热系统

240：烘箱

具体实施方式

为使本领域具有普通知识的人员可了解本实用新型的特点及效果，以下谨就说明书及申请专利范围中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，皆具有本领域技术人员对于本实用新型所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。

在本文中，用语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其他任何类似用语均属于开放性连接词(open-ended transitional phrase)，其意欲涵盖非排他性的包括物。举例而言，含有复数要素的一组合物或制品并不仅限于本文所列出的这些要素而已，而是还可包括未明确列出但却是该组合物或制品通常固有的其他要素。除此之外，除非有相反的明确说明，否则用语“或”是指涵盖性的“或”，而不是指排他性的“或”。例如，以下任何一种情况均满足条件“A或B”：A为真(或存在)且B为伪(或不存在)、A为伪(或不存在)且B为真(或存在)、A和B均为真(或存在)。此外，在本文中，用语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”的解读应视为已具体公开并同时涵盖“由…所组成”及“实质上由…所组成”等封闭式或半封闭式连接词。

以下具体实施方式本质上仅是例示性，且并不欲限制本实用新型及其用途。此外，本文并不受前述现有技术或实用新型内容或以下具体实施方式或实施例中所描述的任何理论的限制。

图1示出了根据本实用新型的一个实施方式的隔膜预处理装置的示意图。在图1中，隔膜预处理装置包括拉伸装置和加热装置，拉伸装置包含放料辊110、中间展平辊120和收料辊130，加热装置包括壳体210，热传导介质220，和加热系统230，在图1中，在壳体内填充有热传导介质220，从而使中间展平辊120都浸没在热传导介质220中。

其中，所述热传导介质是去离子水，乙醇、丙醇、丁醇、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜的至少一种，其中非必须地包含选自羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯醇的一种或多种。

图2示出了根据本实用新型的另一个实施方式的隔膜预处理装置的示意图。在图2中，有两个中间展平辊120位于加热装置以外。

图3示出了根据本实用新型的又一个实施方式的隔膜预处理装置的示意图。在图3中，位于加热装置以外的两个中间展平辊进一步的位于烘箱240内。

本实用新型的方案还可以通过其他方式实现，例如，图1中的加热装置的外壳内可以填充约一半的热传导介质，由此，其液面可以浸没下面的3个中间展平辊。

以下将通过实施例进一步描述本实用新型，然而本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于解释说明的目的，而不意图限制本实用新型的范围，本实用新型的范围以所附的权利要求书为准。

制备实施例1：陶瓷浆料的制备

将陶瓷浆料的成分为去离子水、氧化铝、丁苯橡胶、聚丙烯酰胺，比例为70％：27％：2.7％：0.3％(重量比)。

首先将氧化铝和丁苯橡胶加入去离子水中，在30℃、公转20rpm、自转1200rpm的行星式球磨机中搅拌2h，然后添加聚丙烯酰胺，在30℃、公转20rpm、自转1200rpm的行星式球磨机中搅拌0.5h，以得到陶瓷浆料。

实施例1

在图1所示的隔膜预处理装置中填充乙醇液体(溶剂)，其中还加入了聚丙烯酸(溶质浓度1％)，即构成热传导介质。将购自苏州捷力新能源材料有限公司的12μm厚的PE隔膜置于图1的拉伸装置中，通过放料辊放卷，然后经中间展平辊后收卷至收料辊。通过加热系统将含有1％聚丙烯酸的乙醇溶液组成的热传导介质加热至40℃，调节拉伸装置使得收放卷过程的张力为15N，收放卷速度为30m/min。

实施例2

除了采用如实施例2所述的装置，在隔膜预处理装置中填充乙醇+聚乙烯醇溶液以外，以与实施例1所述相同的方式对隔膜进行预处理。

然后将处理过的隔膜以制备实施例1中所述的陶瓷浆料进行涂布。

实施例3

除了将热传导介质的温度设置为50℃以外，以与实施例1所述相同的方式对隔膜进行预处理。

然后将处理过的隔膜以制备实施例1中所述的陶瓷浆料进行涂布。

实施例4

除了将收放卷过程的张力调节为10N以外，以与实施例1所述相同的方式对隔膜进行预处理。

然后将处理过的隔膜以制备实施例1中所述的陶瓷浆料进行涂布。

实施例5

除了将收放卷速度调节为50m/min以外，以与实施例1所述相同的方式对隔膜进行预处理。

然后将处理过的隔膜以制备实施例1中所述的陶瓷浆料进行涂布。

实施例6

除了以9μm隔膜代替12μm隔膜以外，以与实施例1所述相同的方式对隔膜进行预处理。

然后将处理过的隔膜以制备实施例1中所述的陶瓷浆料进行涂布。

实施例7

除了以乙醇(80％)+DMAC(20％)作为热传导介质以外，以与实施例1所述相同的方式对隔膜进行预处理。

然后将处理过的隔膜以制备实施例1中所述的陶瓷浆料进行涂布。

对比实施例1

除了不添加热传导介质，仅以烘箱进行40℃热烘以外，以与实施例1所述相同的方式对隔膜进行预处理。

然后将处理过的隔膜以制备实施例1中所述的陶瓷浆料进行涂布。

对比实施例2

隔膜不经过热拉伸装置，直接以制备实施例1中所述的陶瓷浆料进行涂布。

对比实施例3

除了将实施例1中的热传导介质的温度设置为20℃以外，以与实施例1所述相同的方式对隔膜进行预处理。

然后将处理过的隔膜以制备实施例1中所述的陶瓷浆料进行涂布。

实验实施例

通过以下方法测量隔膜垂边高度：

波浪边测试仪测量：使用3N的夹具夹持1.5m长度隔膜读取隔膜垂边高度。该值越小越好，值越大垂边越大易导致不良涂覆现象。

达因值：使用达因笔测量，使用达因笔在隔膜上划一道，读数即可。该值越大，则越利于涂覆。

浆料收缩：目视。

表1中列出了实施例1-7和对比实施例1-3中的隔膜垂边高度、达因值和浆料收缩测试的结果。

[表1]

从表1的结果可以看出，根据本实用新型的隔膜预处理的装置可以有效地改善隔膜的平整性，提高隔膜的达因值，且浆料涂布时无浆料收缩现象。而未经过加热拉伸处理的对比例1～3的垂边基本没有改善，未经热传导介质的对比例1～2达因值基本无改善并导致浆料收缩显现，即出现漏涂。

虽然实施例1和实施例2中给出了本实用新型的示例性的实施方式，但本领域技术人员可以理解，对本实用新型而言，还可以有许多其他的实施方式。