一種改善隔膜涂層不均的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于隔膜【技術領域】，尤其涉及一種改善隔膜涂層不均的方法，控制器控制放卷電機動作，放卷電機驅動放卷輥進行左右搖擺，使得放卷輥上的隔膜基體隨著放卷輥一同搖擺，然后在隔膜基體上涂覆陶瓷涂層，經(jīng)干燥后進行收卷。相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明通過采用放卷搖擺的方法，可以將隔膜基體的微觀不均值打散、離散，避免厚薄不均的現(xiàn)象在經(jīng)過涂布和收卷后不斷累積，使得隔膜基體厚的地方涂布的陶瓷涂層較薄，而隔膜基體薄的地方涂布的陶瓷涂層較厚，從而有效地減輕明顯的“鼓包”和“溝痕”，最大程度地減輕隔膜厚度差所產(chǎn)生的堆疊效應，提高薄膜的平整度，使得陶瓷隔膜與正極片和負極片緊密接觸，在提高電池安全性的情況下保證電池的能量密度。
【專利說明】一種改善隔膜涂層不均的方法和裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于隔膜【技術領域】，尤其涉及一種改善隔膜涂層不均的方法和裝置。

【背景技術】
[0002]隔膜是鋰離子電池中常用的組件，其主要作用是使正極片和負極片分隔開來，防止兩電極接觸而造成的短路，此外隔膜還具有使電解質離子通過的功能。隔膜的性能決定了電池的界面結構和內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)性能以及安全性能等。
[0003]為了提高電池的安全性能，業(yè)界的普遍做法是在隔膜表面涂覆一層陶瓷涂層，以提高隔膜的耐熱收縮性，防止隔膜收縮造成大面積短路。另外，陶瓷熱傳導率低，防止電池中的某些熱失控點擴大形成整體熱失控。
[0004]目前，陶瓷隔膜的制備工藝一般是:將隔膜基體從放卷輥上放出，然后在隔膜基體上涂覆含有溶劑的濕陶瓷涂層，再經(jīng)過干燥，使溶劑揮發(fā)，即可在隔膜基體上形成陶瓷涂層，最后進行收卷，即完成陶瓷隔膜的制備。
[0005]但是，采用此工藝生產(chǎn)出來的陶瓷隔膜上的涂層存在著涂布不均的現(xiàn)象，這是因為:第一，隔膜基體本身在10方向上存在著厚度的微觀不均值，即在橫向方向上，有的地方稍厚，有的地方稍薄，在隔膜基體上涂布陶瓷涂層后，這種厚薄不均的現(xiàn)象會發(fā)生堆疊，在涂層上就表現(xiàn)出明顯的“鼓包”和“溝痕”，即形成“波浪形”外觀；第二，陶瓷涂層在未干燥前是處于流動的狀態(tài)的，這也容易造成涂層涂布不均勻的現(xiàn)象發(fā)生。將這種具有“波浪形”外觀的陶瓷隔膜收卷后，會形成明顯的堆疊現(xiàn)象，即厚的地方與厚的地方堆疊在一起，薄的地方與薄的地方堆疊在一起，從而形成厚度不均的疊加效應。
[0006]這種涂布不均的現(xiàn)象會導致陶瓷隔膜難與正極片和負極片緊密接觸，從而會導致電池的能量密度降低，而如果在組裝成電池后，再用力下壓電池，使隔膜與正極片和負極片緊密接觸，隔膜上的涂層則容易發(fā)生脫落，影響電池性能的發(fā)揮。
[0007]有鑒于此，確有必要提供一種改善隔膜涂層不均的方法和裝置，以減少涂布后的陶瓷隔膜上的“鼓包”和“溝痕”，提高陶瓷隔膜的平整度，使得陶瓷隔膜與正極片和負極片緊密接觸，在提高電池安全性的情況下保證電池的能量密度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的之一在于:針對現(xiàn)有技術的不足，而提供一種改善隔膜涂層不均的方法，以減少涂布后的陶瓷隔膜上的“鼓包”和“溝痕”，提高陶瓷隔膜的平整度，使得陶瓷隔膜與正極片和負極片緊密接觸，在提高電池安全性的情況下保證電池的能量密度。
[0009]為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種改善隔膜涂層不均的方法，控制器控制放卷電機動作，放卷電機驅動放卷輥進行左右搖擺，使得放卷輥上的隔膜基體隨著放卷輥一同搖擺，然后在隔膜基體上涂覆陶瓷涂層，經(jīng)干燥后進行收卷。
[0010]作為本發(fā)明改善隔膜涂層不均的方法的一種改進，搖擺的頻率為隔膜基體每前進10111 ~500111 搖擺一次。
[0011]作為本發(fā)明改善隔膜涂層不均的方法的一種改進，搖擺的幅度為左右搖擺
1臟~200臟0
[0012]作為本發(fā)明改善隔膜涂層不均的方法的一種改進，所述放卷輥上安裝有糾偏裝置，在隔膜基體的前進過程中，糾偏裝置感應隔膜基體的邊緣并將信號傳輸給控制器，控制器再控制放卷電機的動作，使涂布后的隔膜收卷平整。
[0013]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明通過采用放卷搖擺的方法，可以將隔膜基體的微觀不均值打散、離散，避免厚薄不均的現(xiàn)象在經(jīng)過涂布和收卷后不斷累積，使得隔膜基體厚的地方涂布的陶瓷涂層較薄，而隔膜基體薄的地方涂布的陶瓷涂層較厚，從而有效地減輕明顯的“鼓包”和“溝痕”，最大程度地減輕隔膜厚度差所產(chǎn)生的堆疊效應，消除收卷后宏觀上的“波浪形”外觀，從而大大減少薄膜涂布、收卷后出現(xiàn)的堆疊現(xiàn)象，減少隔膜全跨距的外徑差，提高薄膜的平整度，使得陶瓷隔膜與正極片和負極片緊密接觸，在提高電池安全性的情況下保證電池的能量密度。
[0014]也就是說，微觀上，在隔膜基體的橫向方向上一般會呈現(xiàn)具有波峰(厚度較大的部分)和波谷(厚度較小的部分)的波浪形，在現(xiàn)有技術的隔膜涂布工藝中，波峰處的涂層和波谷處的涂層就很難達到均一的狀態(tài)，而且，由于陶瓷涂層在未干燥前是處于流動的狀態(tài)的，這就更加加劇了涂層涂布不均勻的現(xiàn)象。而通過本發(fā)明的放卷搖擺，則可以使得波峰的涂層厚度較薄，而波谷處的涂層厚度則較厚，從而可以有效地減輕明顯的“鼓包”和“溝痕”，在將隔膜收卷后，宏觀上就可以大大減少波峰與波谷的出現(xiàn)，從而使得涂布后的陶瓷隔膜卷呈現(xiàn)出平整的外觀。
[0015]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種改善隔膜涂層不均的裝置，包括機架、用于將隔膜基體放卷的放卷輥、與所述放卷輥的至少一端連接的放卷電機、涂布裝置、干燥裝置、收卷輥和控制器，所述放卷輥設置于所述機架上，所述控制器與所述放卷電機連接，所述隔膜基體從所述放卷輥放卷出來后，依次經(jīng)過所述涂布裝置和所述干燥裝置后收卷于所述收卷棍上。
[0016]作為本發(fā)明改善隔膜涂層不均的裝置的一種改進，所述裝置還包括可檢測到隔膜基體的邊緣位置的糾偏裝置，所述糾偏裝置與所述放卷輥連接，所述糾偏裝置設置于隔膜基體的側邊，并且所述糾偏裝置還與所述控制器連接。
[0017]作為本發(fā)明改善隔膜涂層不均的裝置的一種改進，所述控制器包括:
數(shù)據(jù)存儲模塊，用于設定搖擺頻率和搖擺幅度；
數(shù)據(jù)讀取模塊，用于讀取所述糾偏裝置的信號；
數(shù)據(jù)處理模塊，用于對讀取到的數(shù)據(jù)進行處理，得到隔膜基體的實時位置，再根據(jù)設定的搖擺頻率和搖擺幅度得到搖擺的時機和搖擺的位移；
數(shù)據(jù)輸出模塊，用于當?shù)竭_搖擺的時機時，將搖擺的位移輸出到放卷電機上，放卷電機再驅動放卷輥進行相應的搖擺。
[0018]作為本發(fā)明改善隔膜涂層不均的裝置的一種改進，所述機架上設置有兩個放置槽，所述放卷電機設置為兩個，并且兩個所述放卷電機分別放置于兩個所述放置槽內(nèi)。
[0019]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明通過加入控制器，可以簡單輕松的實現(xiàn)放卷輥的按照既定程序的搖擺:控制器根據(jù)既設的搖擺頻率和搖擺幅度等參數(shù)控制放卷電機動作，使得放卷輥帶著其上的隔膜基體一同搖擺，從而消除涂層上明顯的“鼓包”和“溝痕”，即消除陶瓷隔膜的“波浪形”外觀，從而大大減少隔膜基體涂布、收卷后出現(xiàn)的堆疊現(xiàn)象，減少陶瓷隔膜卷全跨距的外徑差，提高陶瓷隔膜卷的平整度，使得陶瓷隔膜與正極片和負極片緊密接觸，在提高電池安全性的情況下保證電池的能量密度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例2的結構示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明實施例2中控制器的結構原理圖。
[0022]其中:
1-機架，11-放置槽，2-隔膜基體，3-放卷輥，4-放卷電機，5-涂布裝置，6-干燥裝置，7-收卷輥，8-控制器，81-數(shù)據(jù)存儲模塊，82-數(shù)據(jù)讀取模塊，83-數(shù)據(jù)處理模塊，84-數(shù)據(jù)輸出模塊，9-糾偏裝置。

【具體實施方式】
[0023]以下將結合具體實施例對本發(fā)明及其有益效果作進一步詳細的描述，但是，本發(fā)明的【具體實施方式】并不限于此。
[0024]實施例1
本實施例提供了一種改善隔膜涂層不均的方法，控制器控制放卷電機動作，放卷電機驅動放卷輥進行左右搖擺，使得放卷輥上的隔膜基體隨著放卷輥一同搖擺，然后在隔膜基體上涂覆陶瓷涂層，經(jīng)干燥后進行收卷。
[0025]搖擺的頻率為隔膜基體每前進100 ~500！11搖擺一次。搖擺的頻率可以在控制器上設置，由控制器自動控制放卷電機的動作，進而使得放卷輥帶著其上的隔膜基體進行左右搖擺。
[0026]搖擺的幅度為左右搖擺搖擺的幅度也可以在控制器上設置，由控制器自動控制放卷電機的動作，進而使得放卷輥帶著其上的隔膜基體進行左右搖擺。優(yōu)選的，搖擺的幅度為向左或向右搖擺1皿~5皿。搖擺的幅度太大，容易造成較多的陶瓷涂層的損失，而且也會造成隔膜基體的邊料浪費，同時也容易在牽引過程中導致膜左右扯動，發(fā)生折皺，不利于改善隔膜涂層不均的問題。搖擺的方向可以交錯替換:即一次向左搖，下一次則向右搖，再下一次又向左搖，依此類推。至于每次的搖擺幅度，則可以是:一次向左移動X “為
下一次則向右移動X，那么再下一次就向左移動X ；或者，一次向左移動X，下一次則向右移動21，那么再下一次就向左移動X或者向左移動21 0的值和每一次的搖擺幅度可以根據(jù)實際需要進行設定，以上僅是幾個例子而言，并不會對本發(fā)明造成限制。
[0027]放卷輥上安裝有糾偏裝置，在隔膜基體的前進過程中，糾偏裝置感應隔膜基體的邊緣并將信號傳輸給控制器，控制器再控制放卷電機的動作，使涂布后的隔膜收卷平整。
[0028]由于在微觀上，在隔膜基體的橫向方向上一般會呈現(xiàn)具有波峰(厚度較大的部分)和波谷(厚度較小的部分)的波浪形，在現(xiàn)有技術的涂布收卷過程中，波峰處的涂層和波谷處的涂層就很難達到均一的狀態(tài)，而且，由于陶瓷涂層在未干燥前是處于流動的狀態(tài)的，這就更加加劇了涂層涂布不均勻的現(xiàn)象。
[0029]本實施例采用放卷搖擺的方法，使得隔膜基體在橫向方向上發(fā)生一定的位移，從而可以將隔膜基體的微觀不均值打散、離散，避免厚薄不均的現(xiàn)象在經(jīng)過涂布和收卷后不斷累積，使得隔膜基體厚的地方涂布的陶瓷涂層較薄，而隔膜基體薄的地方涂布的陶瓷涂層較厚，從而有效地減輕涂層上明顯的“鼓包”和“溝痕”，最大程度地減輕隔膜基體厚度差所產(chǎn)生的堆疊效應，消除收卷后宏觀上的“波浪形”外觀，從而大大減少隔膜基體涂布、收卷后出現(xiàn)的堆疊現(xiàn)象，減少陶瓷隔膜卷全跨距的外徑差，提高陶瓷隔膜的平整度，使得陶瓷隔膜與正極片和負極片緊密接觸，在提高電池安全性的情況下保證電池的能量密度。
[0030]實施例2
如圖1所示，本實施例提供了一種能夠實現(xiàn)上述方法的改善隔膜涂層不均的裝置，包括機架1、用于將隔膜基體2放卷的放卷輥3、與放卷輥3的至少一端連接的放卷電機4、涂布裝置5、干燥裝置6、收卷輥7和控制器8，放卷輥3設置于機架1上，控制器8與放卷電機4連接，隔膜基體2從放卷輥3放卷出來后，依次經(jīng)過涂布裝置5和干燥裝置6后收卷于收卷輥7上。涂布裝置5將陶瓷漿料通過擠壓涂布、刮刀涂布等方式涂覆到隔膜基體2的表面，干燥裝置6則用于干燥陶瓷涂層。
[0031]該裝置還包括可檢測到隔膜基體2的邊緣位置的糾偏裝置9，糾偏裝置9與放卷輥3連接，并且糾偏裝置9設置于隔膜基體2的側邊，并且糾偏裝置9還與控制器8連接。
[0032]如圖2所示，控制器8包括:
數(shù)據(jù)存儲模塊81，用于設定搖擺頻率和搖擺幅度，在控制器8的輸入面板上即可輸入搖擺頻率和搖擺幅度的設定值并保存在數(shù)據(jù)存儲模塊81內(nèi)；搖擺頻率和搖擺幅度可以根據(jù)實際生產(chǎn)需要進行合理的設定；
數(shù)據(jù)讀取模塊82，用于讀取糾偏裝置9的信號；
數(shù)據(jù)處理模塊83，用于對讀取到的數(shù)據(jù)進行處理，得到隔膜基體2的實時位置，再根據(jù)設定的搖擺頻率和搖擺幅度得到搖擺的時機和搖擺的位移；
數(shù)據(jù)輸出模塊84，用于當?shù)竭_搖擺的時機時，將搖擺的位移輸出到放卷電機4上，放卷電機4再驅動放卷輥3進行相應的搖擺。
[0033]其中，數(shù)據(jù)讀取模塊82的輸入端與糾偏裝置9的輸出端連接，數(shù)據(jù)讀取模塊82的輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊83的輸入端連接，數(shù)據(jù)存儲模塊81的輸出端也與數(shù)據(jù)處理模塊83的輸入端連接，數(shù)據(jù)處理模塊83的輸出端與數(shù)據(jù)輸出模塊84的輸入端連接，數(shù)據(jù)輸出模塊84的輸出端與放卷電機4連接。放卷電機4的輸出軸與放卷棍3的端部連接。
[0034]實際使用時，先在控制器8的輸入面板上輸入搖擺頻率和搖擺幅度，然后啟動放卷電機4，放卷棍3在放卷電機4的驅動下動作，使得放卷棍3上的隔膜基體2向著涂布裝置5方向運動并進行涂布，糾偏裝置9實時感應隔膜基體2的邊緣位置并實時傳輸給數(shù)據(jù)讀取模塊82，數(shù)據(jù)處理模塊83則進行實時的數(shù)據(jù)處理，根據(jù)搖擺幅度計算此時薄膜應當向左移還是向右移，移動的位移應該是多少。當隔膜基體2前進的米數(shù)到達設定的頻率值時，數(shù)據(jù)處理模塊83將此時此刻隔膜基體2的移動方向和移動位移傳輸給數(shù)據(jù)輸出模塊84，數(shù)據(jù)輸出模塊84進一步把數(shù)據(jù)傳輸給放卷電機4，放卷電機4再驅動放卷輥3進行相應的搖擺，即實現(xiàn)了放卷搖擺。
[0035]機架1上設置有兩個放置槽11，放卷電機4設置為兩個，并且兩個放卷電機4分別放置于兩個放置槽11內(nèi)。
[0036]本實施例通過加入糾偏裝置9和控制器4，可以簡單輕松的實現(xiàn)放卷輥3的按照既定程序的搖擺:糾偏裝置9感應隔膜基體2的邊緣位置并傳輸給控制器8，控制器8根據(jù)既設的搖擺頻率和搖擺幅度等參數(shù)控制放卷電機4動作，使得放卷輥3帶著其上的隔膜基體2 —同搖擺，從而減輕涂布后形成的陶瓷隔膜上的“鼓包”和“溝痕”，并較大程度地減輕收卷后的陶瓷隔膜宏觀上的“波浪形”外觀，從而大大減少陶瓷隔膜卷全跨距的外徑差，提高陶瓷隔膜卷的平整度，使得陶瓷隔膜與正極片和負極片緊密接觸，在提高電池安全性的情況下保證電池的能量密度。
[0037]實際使用時，隔膜基體2從放卷輥3上放卷，經(jīng)過依次經(jīng)過涂布裝置5和干燥裝置6后進行收卷。在放卷的過程中，控制器8能夠控制放卷輥3根據(jù)實際需要進行左右搖擺。
[0038]生產(chǎn)實踐證明:采用本發(fā)明進行搖擺分切之后，陶瓷隔膜上的“鼓包”和“溝痕”明顯減少，收卷后的陶瓷隔膜卷全跨徑的外徑差明顯減小。
[0039]改造時，僅需在原有的裝置上外加控制器4，而無需對原有裝置的內(nèi)部結構做任何的改進，即可簡單方便的實現(xiàn)放卷搖擺，改造成本極低，而其所能帶來的經(jīng)濟價值卻是不可估量的。
[0040]需要說明的是，本發(fā)明僅在隔膜上涂覆陶瓷材料層為例，但是，本發(fā)明也可以用于任何需要在薄膜上涂覆漿料層的情形。也就是說，本發(fā)明中的控制器僅是一個例子，其并不會對本發(fā)明的保護范圍構成限制。
[0041]根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本發(fā)明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的一些修改和變更也應當落入本發(fā)明的權利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構成任何限制。
【權利要求】
1.一種改善隔膜涂層不均的方法，其特征在于:控制器控制放卷電機動作，放卷電機驅動放卷輥進行左右搖擺，使得放卷輥上的隔膜基體隨著放卷輥一同搖擺，然后在隔膜基體上涂覆陶瓷涂層，經(jīng)干燥后進行收卷。
2.根據(jù)權利要求1所述的改善隔膜涂層不均的方法，其特征在于:搖擺的頻率為隔膜基體每前進1m ~500m搖擺一次。
3.根據(jù)權利要求1所述的改善隔膜涂層不均的方法，其特征在于:搖擺的幅度為左右搖擺 lmm~200mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的改善隔膜涂層不均的方法，其特征在于:所述放卷輥上安裝有糾偏裝置，在隔膜基體的前進過程中，糾偏裝置感應隔膜基體的邊緣并將信號傳輸給控制器，控制器再控制放卷電機的動作，使涂布后的隔膜收卷平整。
5.一種改善隔膜涂層不均的裝置，其特征在于:包括機架、用于將隔膜基體放卷的放卷輥、與所述放卷輥的至少一端連接的放卷電機、涂布裝置、干燥裝置、收卷輥和控制器，所述放卷輥設置于所述機架上，所述控制器與所述放卷電機連接，所述隔膜基體從所述放卷輥放卷出來后，依次經(jīng)過所述涂布裝置和所述干燥裝置后收卷于所述收卷輥上。
6.根據(jù)權利要求5所述的改善隔膜涂層不均的裝置，其特征在于:所述裝置還包括可檢測到隔膜基體的邊緣位置的糾偏裝置，所述糾偏裝置與所述放卷輥連接，所述糾偏裝置設置于隔膜基體的側邊，并且所述糾偏裝置還與所述控制器連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的改善隔膜涂層不均的裝置，其特征在于，所述控制器包括: 數(shù)據(jù)存儲模塊，用于設定搖擺頻率和搖擺幅度； 數(shù)據(jù)讀取模塊，用于讀取所述糾偏裝置的信號； 數(shù)據(jù)處理模塊，用于對讀取到的數(shù)據(jù)進行處理，得到隔膜基體的實時位置，再根據(jù)設定的搖擺頻率和搖擺幅度得到搖擺的時機和搖擺的位移； 數(shù)據(jù)輸出模塊，用于當?shù)竭_搖擺的時機時，將搖擺的位移輸出到放卷電機上，放卷電機再驅動放卷輥進行相應的搖擺。
8.根據(jù)權利要求5所述的改善隔膜涂層不均的裝置，其特征在于:所述機架上設置有兩個放置槽，所述放卷電機設置為兩個，并且兩個所述放卷電機分別放置于兩個所述放置槽內(nèi)。
【文檔編號】H01M2/14GK104485435SQ201410750104
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權日:2014年12月10日
【發(fā)明者】陳曉穎, 肖燮鑫 申請人:東電化日東（上海）電能源有限公司