广泛。为此，本申请重点对湿法工艺进行了研究。湿式隔膜生产工艺，即湿法工艺主要包括:(I)聚乙烯和增塑剂混炼挤出，(2)铸片，(3)纵向拉伸和第一横向，(4)萃取干燥，(5)热定型，和步骤(6)牵引收卷。
[0029]其中步骤(5)热定型的方法是将已经成型的聚乙烯多孔薄膜经过烘箱，对聚乙烯多孔薄膜进行加热，以进行横向拉伸和定型。热定型的主要目的是使聚乙烯多孔薄膜的孔隙更加均匀，并减少最终产品隔膜的热收缩。如果需要生产以聚乙烯多孔隔膜为基膜的涂层复合电池隔膜，通常是在步骤(6)牵引收卷后，再进行步骤(7) —次分切，步骤(8)涂布干燥，步骤(9)牵引收卷和步骤，才能获得最终的具有涂层的复合电池隔膜。这样存在如前面提到的工艺复杂、废料损耗大等离线涂布的缺点。
[0030]为此，本申请经过大量的研究和实践，提出在(4)萃取之后，在步骤(6)牵引收卷之前，在线进行涂布干燥，并且，涂布干燥是在热定型段进行的，还可以利用热定型的烘箱对涂布后的基膜进行干燥，无需另外采用单独烘箱，然后再进行牵引收卷，以及后续的分切；这样只需要进行一次分切，就可以获得最终的满足使用需求的复合电池隔膜产品。大大节约了工序，也避免了多次分切造成的切边和停机换卷的隔膜损耗。
[0031]另外，在热定型阶段进行在线涂布还有一个优点是，因为热定型前隔膜的孔隙还没有完全定型，而在热定型后隔膜孔隙完全定型，在线涂布在热定型装置内部，巧妙之处是在隔膜的孔隙形成过程中进行涂布，涂布完成后进行干燥，这个干燥过程其实是热定型的一部分，这时涂层孔隙和隔膜孔隙会随着定型过程一起变化，从而解决了基膜孔隙和涂层孔隙冲突的问题。简单的说传统涂布方式，基膜有孔隙的地方上面的涂层可能是没有孔隙的，基膜没有孔隙的地方也可能涂层有孔隙，这样会造成涂覆后透气增加比较多，同时孔隙的曲折度大大增加。而本申请的在线涂布，基膜有孔隙的地方即使遇到涂布的涂层没有孔隙部分正好遮蔽基膜孔隙，因为还有热定型拉伸的过程，基膜孔隙还会变化，涂层也会在定型拉伸的作用下孔隙率增加，使得涂层和基膜的孔隙在更大程度上达到一致，从而减小复合电池隔膜内部孔隙的曲折度，以及由此而产生的对电池性能的影响。
[0032]下面通过具体实施例和附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。
[0033]实施例
[0034]本例在现有湿法工艺的基础上进行改进。现有的湿法工艺制备电池隔膜的生产系统，如图1所示，包括工艺承接的挤出单元11、铸片单元12、纵拉单元13、第一横拉单元14、萃取单元15、热定型单元16和收卷单元17。其中挤出单元11用于将聚乙稀和增塑剂混炼挤出，挤出物料经过铸片单元12形成基片，基片再依序经过纵拉单元13和第一横拉单元14，初步形成基膜的形状，然后再经过萃取单元15，通过萃取剂将膜片中的增塑剂萃取出来，增塑剂和萃取剂以混合液形式进入回收系统进行回收处理，在此不累述，萃取过程中，膜片中残留的萃取剂通过加热干燥方式气化，然后被抽走留下干净的膜片。传统的方法是，将膜片经过热定型单元16形成稳定结构和孔隙的基膜，然后收卷单元17收卷备用。在进行涂层涂覆时，需要将基膜进行分切，然后再涂覆、干燥、收卷。
[0035]本例在以上现有湿法工艺的基础上进行改进，具体的，如图2所示，同样包括挤出单元21、铸片单元22、纵拉单元23、第一横拉单元24、萃取单元25、热定型单元26和收卷单元27，只是在热定型阶段增加了在线涂布的涂布单元261。由于热定型单元26是由若干节烘箱组成的，本例将涂布单元261安装于位于中间的一节烘箱中，该节烘箱相应的不开启烘干功能。涂布完成后，利用热定型阶段的烘箱进行干燥，使得热定型和干燥一起完成。本例中，涂布单元261包括工艺承接的第一张力隔断机构、涂布机构、第二张力隔断机构。第一张力隔断机构和第二张力隔断机构分别设置与涂布机构的两端，用于夹紧多孔薄膜，以方便涂布，保证涂布过程中张力稳定，确保涂布过程张力不和热定型过程的张力发生干扰，影响热定型效果。通过两个张力隔断机构，将被涂布的部分隔开，确保了涂布质量，也避免了涂布对其他工序的影响。
[0036]本例的在线涂布系统，将涂布单元设置于热定型阶段的烘箱中，涂层烘干和热定型一起完成;在线涂布避免了对基膜进行多次切割，以及由此造成的物料损失；同时，由于干燥和热定型一起完成，使得涂层和基膜的孔隙在更大程度上保持了一致性，减小了复合电池隔膜内部孔隙的曲折度，进而减小了由此造成的对锂离子电池的循环、大倍率充放电等性能的影响。
[0037]实施例二
[0038]本例与实施例一相同，也是在图1所示的现有湿法工艺制备电池隔膜的生产系统上进行改进，同样是在热定型阶段增加涂布单元，与实施例一不同的是，本例的涂布单元不是直接安装于其中一节烘箱中的，而是直接安装于热定型阶段的烘箱之前，即紧接于热定型阶段的烘箱之前。具体的，如图3所示，本例的在线涂布系统包括挤出单元31、铸片单元32、纵拉单元33、第一横拉单元34、萃取单元35、热定型单元36和收卷单元37，涂布单元361也是设置于热定型阶段，并且安装于烘箱之前。本例的涂布单元361与实施例一相同，包括工艺承接的第一张力隔断机构、涂布机构、第二张力隔断机构。
[0039]使用时，同样是利用热定型的烘箱对涂层进行干燥，干燥和热定型一起完成。但是，本例的在线涂布系统与实施例一相比效果相对较差一些。实施例一将涂布单元361设置于其中一节烘箱中，这样做的好处是，涂布单元前面的烘箱可以对基膜进行一定程度的热处理定型，使基膜的表面更加平整，同时使萃取过程中残留的萃取剂挥发更加干净，改善待涂隔膜的表面性能，更有利于后面涂布。当然，本例的在线涂布系统，也有其优点，即改进安装更加方便，易于实施;实施例一需要将涂布单元安装于其中一节烘箱中，需要将烘箱打开，并且关闭该节烘箱的功能;而本例的在线涂布系统，直接将涂布单元安装于烘箱之前即可，对烘箱自身没有太大的影响。
[0040]实施例三
[0041]本例在实施例一的在线涂布系统的基础上进行改进，如图4所示，在增加涂布单元的基础上再增加一个电晕机构461，电晕机构461按工艺承接顺序，安装于第一张力隔断机构462之前。也就是说，在热定型阶段的烘箱中，按照工艺承接顺序，依序安装电晕机构461、第一张力隔断机构462、涂布机构463和第二张力隔断机构464。其余与实施例一相同。
[0042]本例增加的电晕机构461，对涂布前的基膜进行电晕处理，增大材料表面能，提高涂布的均匀性和涂层的粘结力，从而增加复合电池隔膜的整体综合性能。
[0043]以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。
【主权项】
1.一种含涂层的电池隔膜的制备方法，其特征在于:包括在湿法工艺制备电池隔膜的过程中，在多孔薄膜进行热定型的阶段，进行在线涂布，并采用热定型的烘箱进行干燥，获得所述含涂层的电池隔膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述在线涂布包括毛细管涂布法、旋涂法、狭缝模具涂布、喷涂、辊涂、丝网印刷、柔版印刷、线棒和凹版印刷中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:还包括对干燥后的含涂层的电池隔膜进行牵引收卷和分切，以获得符合要求的电池隔膜。4.一种采用权利要求1-3任一项所述的制备方法制备的电池隔膜。5.—种用于权利要求1-3任一项所述的制备方法的在线涂布系统，其特征在于:包括依序设置于热定型阶段第一张力隔断机构、涂布机构、第二张力隔断机构和烘箱。6.根据权利要求5所述的在线涂布系统，其特征在于:还包括电晕机构，所述电晕机构设置于所述热定型阶段，并且安装于所述第一张力隔断机构之前。7.—种用于权利要求1-3任一项所述的制备方法的在线涂布系统，其特征在于:包括用于热定型的烘箱，和依序设置于所述烘箱中的第一张力隔断机构、涂布机构和第二张力隔断机构。8.根据权利要求7所述的在线涂布系统，其特征在于:还包括电晕机构，所述电晕机构设置于所述烘箱中，并且安装于所述第一张力隔断机构之前。
【专利摘要】本申请公开了一种含涂层的电池隔膜的制备方法及在线涂布系统。本申请的含涂层的电池隔膜的制备方法，包括在湿法工艺制备电池隔膜的过程中，在多孔薄膜进行热定型的阶段，进行在线涂布，并采用热定型的烘箱进行干燥，获得含涂层的电池隔膜。本申请的制备方法，创造性的提出在湿法工艺制备电池隔膜的过程中，进行在线涂布，并将在线涂布设置在热定型单元，利用热定型的烘箱对涂布后的电池隔膜进行干燥，不仅简化了涂层复合电池隔膜的制备工艺，而且，避免了多次分切造成的切边和停机换卷的隔膜损耗，提高了涂层隔膜的生产效率。
【IPC分类】H01M2/14
【公开号】CN105702899
【申请号】CN201610046361
【发明人】张胜刚, 曹志锋, 瞿威, 张辉
【申请人】深圳中兴创新材料技术有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月22日