優(yōu)化鋰電池隔膜陶瓷涂層品質(zhì)的方法
隔膜是鋰離子電池四大關(guān)鍵材料之一,隨著鋰離子電池在電動汽車、儲能等領(lǐng)域的不斷延伸,對隔膜的性能要求愈來愈高。無機陶瓷改性功能性隔膜的陶瓷涂層結(jié)構(gòu)(包括連續(xù)性、孔隙率、孔徑等)對隔膜性能起到關(guān)鍵作用。但是解決粉塵和毛刺的影響、隔膜的機械性能與安全性能是目前鋰離子電池廠商最重要的事情,因為陶瓷粉體具有親水的表面,因此與疏水的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等隔膜基材的相容性能差;同時陶瓷涂覆過程中因基材運行張力誤差大、烘干效果不良等造成的涂層粘結(jié)力不強、干燥不均勻、含水量高、表面龜裂與老化、孔隙率變化等影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況產(chǎn)生。此除了改良陶瓷漿料的特性外,還需要解決陶瓷涂層在涂布過程中的隔膜基材運行的穩(wěn)定性,涂布量的均勻性、涂層干燥的一致性等涂布核心技術(shù)。詳細的涂布設(shè)備控制技術(shù)描述如下:
1、隔膜內(nèi)應(yīng)力的消除技術(shù)。首先要解決涂布前的隔膜基材的內(nèi)應(yīng)力,同時又不能破壞基材的物理特性。此要求放卷系統(tǒng)在穩(wěn)定的低張力運行基礎(chǔ)上,還需要消除卷材的內(nèi)應(yīng)力;同時在收卷前,陶瓷隔膜內(nèi)應(yīng)力的消除也非常關(guān)鍵。而采用高精度的多輥儲料技術(shù)是有效消除隔膜材料內(nèi)應(yīng)力的有效途徑之一。
2、正確的、精準的選擇涂布系統(tǒng)及其控制技術(shù)。根據(jù)陶瓷漿料的特性及隔膜基材的物理特性,合理選擇涂布方式。目前主流涂布方式有微凹涂布系統(tǒng)、狹縫擠出涂布系統(tǒng)、浸涂梅爾棒涂布系統(tǒng)。同時涂布時隔膜基材運行張力的穩(wěn)定性非常關(guān)鍵,除了涂布系統(tǒng)的精度影響外,此將直接影響涂布量的精確度及均勻度。
3、涂層干燥的一致性技術(shù)是涂布加工過程中的關(guān)鍵中的關(guān)鍵。目前國內(nèi)涂布機械行業(yè)的烘箱技術(shù)參差不齊,烘箱的效果相差甚遠。歐格公司研發(fā)的烘箱干燥技術(shù),具有實現(xiàn)了隔膜基材在低溫、低張力狀態(tài)下運行、烘箱內(nèi)的溫度、風量的熱量交換值、濕度場、氣壓場具有99%的一致性及其卓越的、持續(xù)穩(wěn)定的高品質(zhì)涂層產(chǎn)品;保證了隔膜陶瓷涂層不老化,涂層附著力好,耐折度高,抗拉強度和透氣性能更好;同時對隔膜基材的微孔徑及孔隙率均不變化(此已經(jīng)過十多套設(shè)備的生產(chǎn)驗證,生產(chǎn)過程采用數(shù)字化監(jiān)控,比日韓設(shè)備更優(yōu));
歐格公司擁有自主的陶瓷隔膜精密涂布設(shè)備系列產(chǎn)品(如圖一)。張力控制技術(shù)及烘箱干燥技術(shù)的有效應(yīng)用使涂布設(shè)備生產(chǎn)出的陶瓷隔膜的物理性能與安全性能一致性都極高。除了對陶瓷隔膜基材的厚度、面密度、力學性能等這些物理特征不破壞之外,還對隔膜基材的微孔尺寸和分布的均一性保持原特征。



