(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108493385 A(43)申请公布日 2018.09.04
(21)申请号 201810235139.2(22)申请日 2018.03.21
(71)申请人 杨晓丽
地址 610036 四川省成都市金牛区育仁北
路123号西西里2期2栋2单元(72)发明人 杨晓丽
(74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代
理事务所 12201
代理人 李丽萍(51)Int.Cl.
H01M 2/14(2006.01)
权利要求书2页 说明书8页 附图7页
(54)发明名称
一种用于锂离子电池隔膜的涂布工艺(57)摘要
本发明公开了一种用于锂离子电池隔膜的涂布工艺,包括:根据基膜沿幅宽方向上单位面积质量变化率确定是否对微凹版辊表面进行涂层预处理;其中,对微凹版辊进行表面涂层预处理,包括:依据基膜宽度方向单位面积质量曲线确定微凹版辊的处理区域;通过实验和基膜单位面积质量曲线,确定微凹版辊需要处理的强度,并以确定的处理强度对微凹版辊上强度处理区域进行涂层处理;最后利用上述微凹版辊对电池隔膜进行涂布处理。本发明中主要是通过对微凹版辊涂层预处理后提高涂布浆料的转移比,从而实现根据基膜的单位面积质量分布来控制涂布层质量的目的,最终改善涂布基膜的波浪纹与塌边不良,提高最终涂布隔膜的均匀性。
CN 108493385 ACN 108493385 A
权 利 要 求 书
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1.一种用于锂离子电池隔膜的涂布工艺,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、根据基膜沿幅宽方向上单位面积质量变化率确定是否对微凹版辊表面进行涂层预处理,包括:
步骤1-1)沿基膜幅宽自一侧至另一侧按照等间距冲裁n个面积相等的样本,n≥10;步骤1-2)对所有样本进行称重,得到每个样本的重量W,将其中重量最大的样本的重量记为Wmax,重量最小的样本的重量记为Wmin,若(Wmax-Wmin)×100%≤10%,则执行步骤三,否则,执行步骤二,
步骤二、对微凹版辊进行表面涂层预处理,包括:
步骤2-1)做出沿基膜宽度方向每个样本的基膜单位面积质量曲线,记为曲线A,其中,XA轴表示基膜宽度方向,YA轴为基膜单位面积质量,曲线A上基膜单位面积质量最大值W基膜max与最小值W基膜min的差为Δ,取基膜单位面积质量为95%W基膜max一点作X轴的平行线,记为直线L1,所述直线L1与曲线A相交,在曲线A上最外侧的两个交点分别记为A1和A2,根据交点A1和交点A2确定微凹版辊上的预处理区域,即在微凹版辊上位于交点A1和交点A2外侧的区域为进行涂层预处理的区域;
步骤2-2)确定对微凹版辊的处理强度,包括:
步骤2-2-1)以处理强度为B用微凹版辊对基膜进行涂布,其中,处理强度B是指微凹版辊上单位表面吸附的喷涂处理剂的质量,单位为g/㎡;按照步骤1-1)冲裁n个面积相等的样本,并得到每个样本的涂布隔膜单位面积质量W涂布隔膜,从而得到每个样本的涂层单位面积质量W涂层=W涂布隔膜-W基膜,求取处理后n个样本的涂层单位面积质量的平均值WB涂层;清洗所述微凹版辊,备用;
步骤2-2-2)以处理强度B=0g/㎡,按照步骤2-2-1)用微凹版辊对基膜进行涂布处理,并得到该次处理后n个样本的涂层单位面积质量的平均值WB涂层;
步骤2-2-3)按照增加量为0.1g/㎡重复步骤2-2-1)用微凹版辊对基膜进行涂布处理;每当完成一次涂布处理后,均求取处理后n个样本的涂层单位面积质量的平均值WB涂层;当相邻两次涂布处理后的n个样本的涂层单位面积质量的平均值WB涂层的差值小于或等于5%时,再继续以增加量为0.1g/㎡重复步骤2-2-1)完成2次以上的涂布处理,至此完成对微凹版辊的强度处理;步骤2-2-4)做出微凹版辊处理强度与涂层单位面积质量的曲线,记为曲线B,其中,XB轴表示处理强度,YB轴为涂层单位面积质量,曲线B与YB轴的交点为点B1,点B1的YB轴数值是处理强度B=0g/㎡时微凹版辊上单位表面吸附的喷涂处理剂的质量,过点B1作XB轴的平行线,记为直线L2;以步骤2-1)得到的Δ为距离作过曲线B的XB轴的平行线,记为直线L3,直线L3与曲线B相交于点B2,求得点B2对应的处理强度,记为X(B2);
步骤2-4)以X(B2)为处理强度对微凹版辊的涂层预处理的区域进行涂层处理;步骤三、利用微凹版辊对电池隔膜进行涂布处理。
2.根据权利要求1所述用于锂离子电池隔膜的涂布工艺,其特征在于,步骤二中,根据涂布基膜表面材质、涂布浆料和微凹版辊的表面材质,确定所采用的喷涂处理剂。
3.根据权利要求1所述用于锂离子电池隔膜的涂布工艺,其特征在于,所述喷涂处理剂的确定是下述几种情形之一:
1)涂布基材表面材质为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、芳纶中的任何一种,喷涂处理剂采用硅氧烷、甲基硅油、乳化甲基硅油、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟
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权 利 要 求 书
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乙烯共聚物、纳米氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、聚乙二醇醚中的一种或多种。
2)涂布基材表面材质为氧化硅、氧化铝、氮化硅和硫酸钙中的任何一种,喷涂处理剂采用聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、纳米氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛中的一种或多种;
3)涂布浆料的溶剂是水,喷涂处理剂采用硅氧烷、甲基硅油、乳化甲基硅油、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、纳米氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛中的一种或多种;
4)涂布浆料的溶剂是溶剂型材料,喷涂处理剂采用硅纳米氧化硅、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛中的一种或多种;
5)微凹版辊表面材质为金属氧化物陶瓷,喷涂处理剂采用硅氧烷、甲基硅油、乳化甲基硅油、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、纳米氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、聚乙二醇醚中的一种或多种;
6)微凹版辊表面材质为不锈钢,喷涂处理剂采用硅氧烷、甲基硅油、乳化甲基硅油、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、纳米氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、聚乙二醇醚中的一种或多种。
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说 明 书
一种用于锂离子电池隔膜的涂布工艺
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技术领域
[0001]本发明涉及一种锂离子电池隔膜的涂布,尤其涉及一种用于锂离子电池隔膜涂布的微凹版辊的预处理工艺。
背景技术
[0002]在锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
[0003]隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的,其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同,采用的隔膜也不同。对于锂电池系列,由于电解液为有机溶剂体系,因而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。[0004]目前,聚烯烃隔膜生产工艺可按照干法(熔融拉伸,MSCS)和湿法(热致相分离,TIPS)分为两种,同时干法又可细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。[0005]电池隔膜的发展是随着锂电池的需求不断变化而不断发展的,尤其是随着锂电池在电动自行车、电动汽车及电动工具等领域的使用,为了获得高的容量、提供大的功率,通常一个电池需要使用几十甚至上百个电芯进行串接。由于锂电池具有潜在的爆炸危险,隔膜的安全性相当重要。但无论聚乙烯、聚丙烯还是其他热塑性高分子材料,在接近熔点时材料均会因熔化而收缩变形,给动力电池的安全性带来潜在的隐患。国内外多家公司和研究机构都针对隔膜热稳定性方面进行了改进,目前主流的方式为在聚烯烃隔膜表面涂布一层耐热层,耐热层可以为耐热的无机物例如氧化铝,也可为耐热的有机物例如芳纶。[0006]目前常用的聚烯烃隔膜厚度在5-30um之间,通常在其表面涂布厚度为5um以下的耐热层。涂布的方式常见为喷涂、浸涂、微凹版涂布、挤压涂布等,最为成熟的涂布方式为微凹版涂布。
[0007]锂电池隔膜厚度小,而且因为隔膜中存在微孔,因此在聚烯烃隔膜的生产过程中,非常容易出现厚度不均匀或者微孔分布的不均匀。而这种厚度或者微孔分布的不均匀,会引起在隔膜外观表现为波浪纹或者塌边,最终引起在电池组装过程中正负极对齐度无法实现,引起短路。外观上的波浪纹和塌边时电池隔膜最主要的一项不良。[0008]目前,微凹版表面的微凹形式通常包括如图1所示的30°蜂巢型、菱形、60°蜂巢型和45°斜线型。图2示出了微凹版涂布时涂布原理。被涂基膜可以为聚烯烃隔膜,也可以为其它材质的隔膜(比如制造工艺为静电纺丝、无纺布等工艺,原材料为聚酯类、聚酰亚胺、芳纶等),微凹版辊通过在涂液槽将辊表面吸附足够多的涂布浆料,经过刮刀将微凹版辊表面的浆料刮去,仅保留微凹版辊线槽中的浆料,然后,微凹版辊再与被涂基膜接触,微凹版辊线槽中的浆料吸附在被涂基膜表面,从而完成隔膜的涂布。涂布后的基膜隔膜经过烘箱蒸发掉涂布浆料中的溶剂,最终得到涂布隔膜。以目前较常见的45°斜线型微凹版辊为例,辊表面做剖面放大后如图3-1示意,将I部进一步放大后,如图3-2所示,可以看到凹版辊的线槽
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说 明 书
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中有很多微小的缺陷,该缺陷在微凹版辊雕刻工艺中是无法避免。[0009]如果基膜隔膜的厚度与孔隙率分布都非常均匀,不会发生波浪纹和塌边。一般如果基膜隔膜的厚度与孔隙率波动较大时,波浪纹和塌边就会发生;而厚度与孔隙率的波动,最终可以归结为基膜隔膜的单位面积重量分布不均匀,在密度较大的区域会出现波浪纹和塌边。
发明内容
[0010]针对现有技术,本发明提出一种用于锂离子电池隔膜的涂布工艺,通过控制涂布层的单位面积的重量分布,与基膜隔膜原有的重量分布匹配,达到涂布后产品重量分布一致的效果,从而改善或消除隔膜涂布后产生的波浪纹和塌边。[0011]为了解决上述技术问题,本发明提出的一种用于锂离子电池隔膜的涂布工艺,包括以下步骤:[0012]步骤一、根据基膜沿幅宽方向上单位面积质量变化率确定是否对微凹版辊表面进行涂层预处理,包括:
[0013]步骤1-1)沿基膜幅宽自一侧至另一侧按照等间距冲裁n个面积相等的样本,n≥10;
[0014]步骤1-2)对所有样本进行称重,得到每个样本的重量W,将其中重量最大的样本的重量记为Wmax,重量最小的样本的重量记为Wmin,若(Wmax-Wmin)×100%≤10%,则执行步骤三,否则,执行步骤二,[0015]步骤二、对微凹版辊进行表面涂层预处理,包括:
[0016]步骤2-1)做出沿基膜宽度方向每个样本的基膜单位面积质量曲线,记为曲线A,其中,XA轴表示基膜宽度方向,YA轴为基膜单位面积质量,曲线A上基膜单位面积质量最大值W基膜max与最小值W基膜min的差为Δ,取基膜单位面积质量为95%W基膜max一点作X轴的平行线,记为直线L1,所述直线L1与曲线A相交,在曲线A上最外侧的两个交点分别记为A1和A2,根据交点A1和交点A2确定微凹版辊上的预处理区域,即在微凹版辊上位于交点A1和交点A2外侧的区域为进行涂层预处理的区域;
[0017]步骤2-2)确定对微凹版辊的处理强度,包括:
[0018]步骤2-2-1)以处理强度为B用微凹版辊对基膜进行涂布,其中,处理强度B是指微凹版辊上单位表面吸附的喷涂处理剂的质量,单位为g/㎡;按照步骤1-1)冲裁n个面积相等的样本,并得到每个样本的涂布隔膜单位面积质量W涂布隔膜,从而得到每个样本的涂层单位面积质量W涂层=W涂布隔膜-W基膜,求取处理后n个样本的涂层单位面积质量的平均值WB涂层;清洗所述微凹版辊,备用;
[0019]步骤2-2-2)以处理强度B=0g/㎡,按照步骤2-2-1)用微凹版辊对基膜进行涂布处理,并得到该次处理后n个样本的涂层单位面积质量的平均值WB涂层;
[0020]步骤2-2-3)按照增加量为0.1g/㎡重复步骤2-2-1)用微凹版辊对基膜进行涂布处理;每当完成一次涂布处理后,均求取处理后n个样本的涂层单位面积质量的平均值WB涂层;当相邻两次涂布处理后的n个样本的涂层单位面积质量的平均值WB涂层的差值小于或等于5%时,再继续以增加量为0.1g/㎡重复步骤2-2-1)完成2次以上的涂布处理,至此完成对微凹版辊的强度处理;步骤2-2-4)做出微凹版辊处理强度与涂层单位面积质量的曲线,记为
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曲线B,其中,XB轴表示处理强度,YB轴为涂层单位面积质量,曲线B与YB轴的交点为点B1,点B1的YB轴数值是处理强度B=0g/㎡时微凹版辊上单位表面吸附的喷涂处理剂的质量,过点B1作XB轴的平行线,记为直线L2;以步骤2-1)得到的Δ为距离作过曲线B的XB轴的平行线,记为直线L3,直线L3与曲线B相交于点B2,求得点B2对应的处理强度,记为X(B2);
[0021]步骤2-4)以X(B2)为处理强度对微凹版辊的涂层预处理的区域进行涂层处理;[0022]步骤三、利用微凹版辊对电池隔膜进行涂布处理。[0023]与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0024]微凹版辊涂布控制涂布量主要通过微凹版辊线槽的宽度、深度、密度来控制线槽中吸取的涂布浆料的量,在微凹版辊和基膜接触时,通过基膜的吸附将线槽中的涂布浆料转移至基膜表面。在微凹版辊和基膜接触时,凹槽中的浆料不会100%的转移到基膜,一般转移量只有凹槽中所有涂布浆料的一部分,一般将可转移至基膜的涂布浆料的质量与凹槽中总储存浆料的质量之比称为转移比。而微凹版辊本身存在的缺陷会引起涂布浆料和微凹版辊的结合力更强,不容易转移,也就是转移比更小。[0025]本发明用于锂离子电池隔膜涂布工艺,通过将微凹版辊上的微小缺陷进行处理,消除微凹版辊部分区域的表面缺陷,使微凹版辊的表面光滑,表面能降低,如图4所示,利用表面处理后的微凹版辊涂布浆料转移比(即可转移至基膜薄膜的涂布浆料的质量与微凹版辊凹槽中储存浆料的质量之比)明显提升,从而实现根据基膜薄膜的单位面积质量分布来控制涂布层质量的目的,最终改善涂布基膜的波浪纹与塌边的现象,提高涂布隔膜的均匀性。
附图说明
[0026]图1是电池隔膜微凹版涂布几种常见的雕刻形状示意图;[0027]图2是电池隔膜微凹版涂布原理示意图;
[0028]图3-1是利用图2所示电池隔膜用微凹版辊存在的缺陷示意图;[0029]图3-2是图3-1中I部细部结构放大图;
[0030]图4是本发明电池隔膜涂布工艺中所用微凹版辊经过处理剂处理后的细部结构放大图;
[0031]图5是本发明中,微凹版辊处理强度与涂层单位面积质量的曲线图;[0032]图6是本发明涂布工艺中,在需要涂布的基膜上取称重小样的位置示意图;
[0033]图7是图6所示沿宽度方向波浪纹区域与正常区域的基膜单位面积质量关系示意图;
[0034]图8是处理强度与涂层单位面积质量关系曲线;
[0035]图9是根据图7对微凹版辊未处理区域和处理区域的划分示意图;[0036]图10是实施例1中基膜在宽度方向波浪纹与单位面积质量的曲线图;[0037]图11是实施例1中处理强度与涂层单位面积质量的曲线图;
[0038]图12是实施例1中处理强度为0.24g/m2对微凹版辊处理区处理示意图;[0039]图13是实施例1中基膜在宽度方向波浪纹、单位面积质量及处理区域对应图;[0040]图14是实施例1得到的涂布产品单位面积质量与宽度的关系曲线;[0041]图15是对比例1中基膜在宽度方向波浪纹与单位面积质量的曲线图;
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图16是对比例1得到的涂布产品单位面积质量与宽度的关系曲线。
具体实施方式
[0043]下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述,所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明,并不用以本发明。[0044]本发明的设计思路是:通过对选定的微凹版辊进行不同处理强度(本发明中处理强度是指微凹版辊上单位表面吸附的喷涂处理剂的质量)的处理后再用常规涂布工艺涂布后,测量涂层单位面积的质量,得到如图5所示的微凹版辊处理强度与涂层单位面积质量的曲线。如处理强度为0(即没有处理过)时,因微凹板辊存在转移比(假设为60%),涂层单位面积质量较小;随着处理强度的增大,微凹版辊缺陷逐步被修复,转移比增加,涂层单位面积质量逐渐增大;当处理强度足够大时,微凹版辊缺陷已经基本被修复,更多的处理并不能提高转移比,曲线逐步走平。
[0045]本发明提出的一种用于锂离子电池隔膜涂布工艺,包括以下步骤:[0046]步骤一、根据基膜沿幅宽方向上单位面积质量变化率确定是否对微凹版辊表面进行涂层预处理,包括:
[0047]步骤1-1)常见涂布基膜为宽度10cm-1m之间,长度1000m以内,收于纸卷芯或塑料材质的卷芯上。一般基膜的单位面积质量在宽度方向上都会有不同,而单位面积质量较大的区域比较容易出现波浪纹。以宽度50cm的基膜为例,可在一卷涂布基膜的最外侧,沿长度方向取1m,测量50cm*1m面积,如图6所示,在需要涂布的基膜膜最外侧,长度方向剪下20cm以上的基膜,,以80cm宽的基膜为例。采用如图6所示在基膜上取小方块称重的方式,测试不同小方块的重量,图6中小方块尺寸为4cm*4cm。可根据实际基膜具体宽度,来决定小方块的尺寸,沿基膜幅宽自一侧至另一侧按照等间距冲裁多个面积相等的样本,保证小方块的数量在10个以上。
[0048]步骤1-2)对所有样本进行称重,得到每个样本的重量W,将其中重量最大的样本的重量记为Wmax,重量最小的样本的重量记为Wmin,若(Wmax-Wmin)×100%≤10%,则执行步骤三,否则,执行步骤二。[0049]步骤二、对微凹版辊进行表面涂层预处理,包括:[0050]步骤2-1)计算每个样本的基膜单位面积质量W基膜,即每个小方块称重后的重量W/小方块面积=基膜单位面积质量W基膜。然后,做出沿基膜宽度方向每个样本的基膜单位面积质量曲线,记为曲线A,如图7所示,其中,XA轴表示基膜宽度方向,YA轴为基膜单位面积质量,曲线A上基膜单位面积质量最大值W基膜max与最小值W基膜min的差为Δ,通过作图和实际观察发现,标记为波浪纹的区域单位面积重量较大的区域一致。波浪纹区域与正常区域的基膜单位面积质量差为Δ。[0051]如图9所示,取基膜单位面积质量为95%W基膜max一点作X轴的平行线,记为直线L1,所述直线L1与曲线A相交,在曲线A上最外侧的两个交点分别记为A1和A2,根据交点A1和交点A2确定微凹版辊上的预处理区域,即在微凹版辊上位于交点A1和交点A2外侧的区域为进行涂层预处理的区域;
[0052]步骤2-2)确定对微凹版辊的处理强度,包括:
[0053]步骤2-2-1)以处理强度为B用微凹版辊对基膜进行涂布,其中,处理强度B是指微
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凹版辊上单位表面吸附的喷涂处理剂的质量,单位为g/㎡;按照步骤1-1)冲裁n个面积相等的样本,计算每个样本的涂布隔膜单位面积质量W涂布隔膜,得到每个样本的涂层单位面积质量W涂层=W涂布隔膜-W基膜,求取处理后n个样本的涂层单位面积质量的平均值WB涂层;清洗所述微凹版辊,备用;
[0054]步骤2-2-2)以处理强度B=0g/㎡,按照步骤2-2-1)用微凹版辊对基膜进行涂布处理,并得到该次处理后n个样本的涂层单位面积质量的平均值WB涂层;
[0055]步骤2-2-3)按照增加量为0.1g/㎡重复步骤2-2-1)用微凹版辊对基膜进行涂布处理;每当完成一次涂布处理后,均求取处理后n个样本的涂层单位面积质量的平均值WB涂层;当相邻两次涂布处理后的n个样本的涂层单位面积质量的平均值WB涂层的差值小于或等于5%时,再继续以增加量为0.1g/㎡重复步骤2-2-1)完成2次以上的涂布处理,至此完成对微凹版辊的强度处理;步骤2-2-4)做出微凹版辊处理强度与涂层单位面积质量的曲线,记为曲线B,其中,XB轴表示处理强度,YB轴为涂层单位面积质量,在图8所示的微凹版辊处理强度与涂层单位面积质量的曲线中,曲线B与YB轴的交点为点B1,点B1的YB轴数值是处理强度B=0g/㎡时微凹版辊上单位表面吸附的喷涂处理剂的质量,过点B1作XB轴的平行线,记为直线L2;以步骤2-1)得到的Δ为距离作过曲线B的XB轴的平行线,记为直线L3,直线L3与曲线B相交于点B2,求得点B2对应的处理强度,记为X(B2);[0056]步骤2-4),如图9所示,将微凹版辊中与波浪纹对应的区域定义为未处理区,其余区域定义为涂层预处理的区域,按照X(B2)的处理强度对微凹版辊的涂层预处理的区域进行涂层处理。
[0057]步骤三、利用处理后的微凹版辊采用常规的涂布方法对电池隔膜进行涂布处理,可以实现对涂布基膜缺陷的补偿,最终涂布后产品的单位面积的质量非常均匀,从而消除波浪纹的不良。
[0058]本发明中,根据涂布基膜表面材质、涂布浆料和微凹版辊的表面材质,确定所采用的喷涂处理剂。喷涂处理试剂可以采用硅类:硅氧烷化合物、硅树脂甲基支链硅油、甲基硅油、乳化甲基硅油等;表面活性剂类;氟类树脂;聚醚类;纳米级无机物如滑石粉、白炭黑等。可以根据需要以一种或多种以上物质为主要成分,通过溶剂或水进行稀释后使用。确定涂布基膜、涂布浆料、微凹版辊之后(例如以聚乙烯电池隔膜为基膜、涂布浆料为氧化铝和聚丙烯酸胶水以及水制备的浆料、微凹板辊为常规涂布厚度为4um的微凹版辊),根据涂布基膜和涂布浆料的性质,选择处理剂类型。如涂布浆料为水作为溶剂的浆料,可选择固化后耐水的处理剂;如涂布浆料为溶剂型材料作为溶剂的浆料,选择固化以后耐该浆料溶剂腐蚀的材料作为处理剂。如涂布基膜表面强度很低,容易被划伤,应尽量选择有机材料或颗粒粒径小且均匀的无机物作为处理剂。[0059]本发明中,建议按照以下几种情况选择喷涂处理剂:[0060]1)涂布基材表面材质为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、芳纶中的任何一种,喷涂处理剂采用硅氧烷、甲基硅油、乳化甲基硅油、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、纳米氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、聚乙二醇醚中的一种或多种。[0061]2)涂布基材表面材质为氧化硅、氧化铝、氮化硅和硫酸钙中的任何一种,喷涂处理剂采用聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、纳米氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛中的一种或多种;优选纳米氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛类硬度较高的材
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料。
3)涂布浆料的溶剂是水,喷涂处理剂采用硅氧烷、甲基硅油、乳化甲基硅油、聚偏
氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、纳米氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛中的一种或多种。
[0063]4)涂布浆料的溶剂是溶剂型材料,喷涂处理剂采用硅纳米氧化硅、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛中的一种或多种。
[00]5)微凹版辊表面材质为金属氧化物陶瓷,喷涂处理剂采用硅氧烷、甲基硅油、乳化甲基硅油、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、纳米氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、聚乙二醇醚中的一种或多种。[0065]6)微凹版辊表面材质为不锈钢,喷涂处理剂采用硅氧烷、甲基硅油、乳化甲基硅油、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、纳米氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、聚乙二醇醚中的一种或多种。优选硅氧烷、甲基硅油、乳化甲基硅油、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚乙二醇醚中的一种或多种作为处理剂。[0066]喷涂处理剂的配置可采用溶解至水或溶剂中制备成处理液的方式。[0067]对微凹版辊喷涂处理方式的选择:如喷涂处理液粘度较高时,可采用喷涂方式将处理液喷至微凹版辊需要处理的区域;如处理液粘度较低时,可采用浸涂或喷涂的方式对微凹版辊需要处理的区域处理。处理液的粘度取决于溶解处理剂的水或者溶剂的粘度,以及处理剂在处理液中的质量浓度。如采用喷涂方式时,可固定处理液的配比,控制喷涂的时间不同来实现对微凹版辊表面的不同处理强度;同理,可以控制喷涂时间相同,处理液中处理剂浓度不同来实现不同的处理强度。[0068]实施例1:[0069]涂布基膜:厚度为12um的聚乙烯电池隔膜;[0070]涂布浆料:氧化铝、SBR(聚苯乙烯丁二烯共聚物)、CMC(羧甲基纤维素钠)、双亲性高分子分散剂、纯水等按照一定比例制备的水性涂布浆料,固含量为40%;[0071]微凹版辊:目标涂布厚度为4um的微凹版辊。[0072]针对涂布浆料和基膜特性,选定聚偏氟乙烯为处理剂,采用N-甲基-2-吡咯烷酮为溶剂,按照聚偏氟乙烯质量比5%配置成处理液。采用喷涂方式对微凹版辊进行处理。基膜在宽度方向中间部位存在波浪纹,对应的单位面积质量也偏高。Δ=1g/㎡,如图10所示。[0073]不同处理剂处理强度实验数据如图11所示,在图11中通过Δ=1g/㎡,得到对应的X(B2)=0.24g/㎡。并按照0.24的处理强度来对微凹版辊处理区进行处理,如图12和如图13。
[0074]将处理过的微凹版辊用于此基膜的正常涂布,得到涂布产品单位面积质量与宽度的关系如图14。
[0075]对比图10和图14,可以看到通过本发明实施后,基膜从明显存在单位面积质量偏重的区域,变为涂布后质量分布非常均匀。从外观也可明显看出基膜存在明显的波浪纹,而涂布后波浪纹消失。[0076]对比例1:
[0077]采用与实施例1相同的基膜、涂布浆料、微凹版辊,未采用本发明工艺,直接进行涂布实验,涂布条件同实施例1。
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通过实施例1与对比例1的比较,可以看出实施例1可以使涂布后产品非常均匀。而
对比例中,涂布后均匀性甚至差于基膜,因为波浪纹在涂布时容易导致涂布层厚度更加不均匀,如图15和图16。[0079]实施例2:[0080]涂布基膜:厚度为20um的聚丙烯电池隔膜;[0081]涂布浆料:氧化铝、PVDF、分散剂、丙酮等按照一定比例制备的涂布浆料,固含量为40%;
[0082]微凹版辊:目标涂布厚度为4um的微凹版辊。[0083]针对涂布浆料和基膜特性,选定纳米滑石粉为处理剂,采用水为溶剂,加入分散剂保证纳米滑石粉不团聚,按照纳米滑石粉质量比15%配置成处理液。采用喷涂方式对微凹版辊进行处理。
[0084]其余实验方法同实施例1。[0085]实施例3:[0086]涂布基膜:厚度为25um的无纺布PET隔膜;[0087]涂布浆料:氧化铝、聚丙烯酸类胶水、双亲性高分子分散剂、润湿剂、纯水等按照一定比例制备的水性涂布浆料,固含量为55%;[0088]微凹版辊:目标涂布厚度为5um的无纺布涂布专用微凹版辊。[00]针对涂布浆料和基膜特性,选定聚偏氟乙烯为处理剂,采用N-甲基-2-吡咯烷酮为溶剂,按照聚偏氟乙烯质量比8%配置成处理液。采用喷涂方式对微凹版辊进行处理。[0090]其余实验方法同实施例1。[0091]在一批涂布进行完毕后,可采用N-甲基-2-吡咯烷酮作为清洗剂,对微凹版辊进行浸泡和刷洗,然后用纯水清洗。处理后的微凹版辊中聚偏氟乙烯处理剂被清洗干净,微凹版辊恢复到未处理之前,可正常使用。[0092]实施例4:[0093]涂布基膜:厚度为20um的隔膜,中间16um为聚乙烯隔膜,两侧各已涂布了2um的氧化铝涂层;
[0094]涂布浆料:PVDF、分散剂、丙酮等按照一定比例制备的涂布浆料,固含量为30%;[0095]微凹版辊:目标涂布厚度为2um的PVDF涂布专用微凹版辊。[0096]针对涂布浆料和基膜特性,选定纳米二氧化钛为处理剂,采用水为溶剂,加入分散剂保证纳米二氧化钛不团聚,按照纳米二氧化钛质量比10%配置成处理液。采用喷涂方式对微凹版辊进行处理。
[0097]其余实验方法同实施例1。[0098]为了描述方便,以上实施例及对比例为均是选用的单个波浪纹(即只有一个居中区域质量偏重的情况),但本发明的工艺方法仍然可以适用于实际中可能在同一隔膜上存在多条波浪纹的情形。另外,虽然实施例主要采用的是通过人工进行实验、作图、判读。但也可在涂布的基膜材质相对固定、涂布浆料基本固定时,建立相同机理的自动控制系统,实现从涂布基膜测试到微凹版辊处理的自动调整。
[0099]尽管上面结合附图对本发明进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是性的,本领域的普通技术人员在本
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发明的启示下,在不脱离本发明宗旨的情况下,还可以做出很多变形,这些均属于本发明的保护之内。
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图3-2
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