优化锂电池隔膜陶瓷涂层品质的方法

隔膜是锂离子电池四大关键材料之一，随着锂离子电池在电动汽车、储能等领域的不断延伸，对隔膜的性能要求愈来愈高。无机陶瓷改性功能性隔膜的陶瓷涂层结构（包括连续性、孔隙率、孔径等）对隔膜性能起到关键作用。但是解决粉尘和毛刺的影响、隔膜的机械性能与安全性能是目前锂离子电池厂商最重要的事情，因为陶瓷粉体具有亲水的表面，因此与疏水的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等隔膜基材的相容性能差；同时陶瓷涂覆过程中因基材运行张力误差大、烘干效果不良等造成的涂层粘结力不强、干燥不均匀、含水量高、表面龟裂与老化、孔隙率变化等影响产品质量的情况产生。此除了改良陶瓷浆料的特性外，还需要解决陶瓷涂层在涂布过程中的隔膜基材运行的稳定性，涂布量的均匀性、涂层干燥的一致性等涂布核心技术。详细的涂布设备控制技术描述如下：
1、隔膜内应力的消除技术。首先要解决涂布前的隔膜基材的内应力，同时又不能破坏基材的物理特性。此要求放卷系统在稳定的低张力运行基础上，还需要消除卷材的内应力；同时在收卷前，陶瓷隔膜内应力的消除也非常关键。而采用高精度的多辊储料技术是有效消除隔膜材料内应力的有效途径之一。
2、正确的、精准的选择涂布系统及其控制技术。根据陶瓷浆料的特性及隔膜基材的物理特性，合理选择涂布方式。目前主流涂布方式有微凹涂布系统、狭缝挤出涂布系统、浸涂梅尔棒涂布系统。同时涂布时隔膜基材运行张力的稳定性非常关键，除了涂布系统的精度影响外，此将直接影响涂布量的精确度及均匀度。
3、涂层干燥的一致性技术是涂布加工过程中的关键中的关键。目前国内涂布机械行业的烘箱技术参差不齐，烘箱的效果相差甚远。欧格公司研发的烘箱干燥技术，具有实现了隔膜基材在低温、低张力状态下运行、烘箱内的温度、风量的热量交换值、湿度场、气压场具有99%的一致性及其卓越的、持续稳定的高品质涂层产品；保证了隔膜陶瓷涂层不老化，涂层附着力好，耐折度高，抗拉强度和透气性能更好；同时对隔膜基材的微孔径及孔隙率均不变化（此已经过十多套设备的生产验证，生产过程采用数字化监控，比日韩设备更优）；
欧格公司拥有自主的陶瓷隔膜精密涂布设备系列产品（如图一）。张力控制技术及烘箱干燥技术的有效应用使涂布设备生产出的陶瓷隔膜的物理性能与安全性能一致性都极高。除了对陶瓷隔膜基材的厚度、面密度、力学性能等这些物理特征不破坏之外，还对隔膜基材的微孔尺寸和分布的均一性保持原特征。