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電池隔(gé)膜(mó)生產(chǎn)工藝之冷(lěng)卻定型和冷卻係統

簡要描述:鋰離子電池隔膜流延工序的(de)冷(lěng)卻方法,其包(bāo)括以下步驟(zhòu):(1).打開冷卻管閥門,流入5℃﹣15℃的流體,降低冷卻管表麵溫度;(2).聚烯烴(tīng)熔體經(jīng)模頭擠出(chū),熔體流(liú)經冷卻管(guǎn)旁時,熔體表麵熱量被冷卻管吸收;(3).冷卻後的聚烯烴熔(róng)體經流延輥形成流延(yán)膜。電池隔膜生產工(gōng)藝之冷卻(què)定型和冷卻係統

  • 產品型號:CBE-56AC
  • 廠商性質:生產廠家
  • 更新時間:2024-05-08
  • 訪  問  量:3376

詳細(xì)介(jiè)紹

探花视频在线免费观看是專業生(shēng)產工業製(zhì)冷設備廠家,解決各種生產工藝需要(yào)控溫、恒溫(wēn)、冷卻、定型等不同工藝需求的,解決溫度、濕度、恒壓、恒流等熱力、流體、換熱不同技術問題。洽談生(shēng)產工藝遇到(dào)以上的問(wèn)題。下麵詳細介紹一下薄膜冷卻定型技術問題。

電池隔(gé)膜生產工藝之冷(lěng)卻定型(xíng)和冷卻係統

鋰離子電池隔膜流延工序的冷(lěng)卻方法,其包括(kuò)以下步驟:(1).打開冷卻管閥門,流入5℃﹣15℃的流體(tǐ),降低冷卻管表(biǎo)麵溫度;(2).聚烯烴熔體經模頭擠出,熔體流經冷卻管旁時(shí),熔體表麵熱量被冷卻管吸收;(3).冷卻(què)後的聚烯烴熔體經(jīng)流延輥形成流(liú)延膜。

鋰離子電池隔膜是一種具有納米(mǐ)級(jí)微孔的高分子功能材料,隔膜在電池內部(bù)將正、負極板分隔開來,防止兩(liǎng)極接觸造成短路。同時,隔膜具備有良好的離子通過能力,有保持電解液的能力,和具有一定的(de)保護電池安全的(de)能(néng)力。[1]在鋰電池的結構中,隔膜是關鍵的內層組(zǔ)件之一。隔膜的(de)性能決定了電池的界麵結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性,性(xìng)能優異的(de)隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。
鋰離子性能隔膜要(yào)求包括:1)厚度(dù)均勻性,隔膜(mó)的厚度均勻性包括縱向厚度均勻性和橫向厚度均勻(yún)性。其中橫向厚度均勻性尤為重要。一般均要求控製在+1微米以內。  2)機械強度,隔膜的機械強度可用抗穿刺強度和拉伸強度(dù)來(lái)衡量。拉伸強度,隔膜的拉(lā)伸強度與製膜的工藝(yì)相關聯(lián)。采用(yòng)單軸拉伸,膜在拉(lā)伸方向上與(yǔ)垂直方向(xiàng)強度不同;而采用雙軸拉伸時,隔膜在兩個(gè)方向上(shàng)*性會相近。一般拉伸強度主要是指縱向強(qiáng)度要達到100MP以(yǐ)上(shàng),橫向強度不(bú)能太大,過大會導致橫向收縮率增大,這種收(shōu)縮會加大鋰電池廠家正、負極接(jiē)觸的幾率。抗穿(chuān)刺強度,抗穿刺強度(dù)是指施加在給定針形物上用來(lái)戳穿隔膜(mó)樣本的質量,用它來表示隔膜在裝配過(guò)程中發生短路(lù)的趨勢。因隔膜是被夾在凹凸不平的正、負極片間,需要承受很大的壓力。為了防止短路,所以隔膜必須具備一定的抗穿刺強度。抗穿刺強度值一般(bān)在300-500g。3)透過性能, 透過性能可用在(zài)一定時間和壓力下(xià),通過隔膜氣體的量的多少來表征,主要反映了鋰離子透過隔膜的通暢性。隔膜透(tòu)過性的大小(xiǎo)是隔膜孔隙率、孔徑、孔的形狀及孔曲折度(dù)等隔膜內部孔結構綜合因素影(yǐng)響的結果。作為鋰電池隔膜材料,本身具有微(wēi)孔結構,微孔在整個隔(gé)膜材料中的分布(bù)應當(dāng)均勻。孔徑一般在0.03-0.12um。孔徑太小增加電阻,孔徑太大易(yì)使正負極接(jiē)觸或被枝晶(jīng)刺穿短路。隔膜廠家現在基本(běn)以透氣度、孔隙度指標來衡量(liàng)透氣性。透(tòu)氣率是(shì)指特定的空氣在特定的壓力下通過特定麵積隔膜所需要的時(shí)間,用Gurley值來表示。根據隔膜厚度,一般在300-700s/100ml。孔隙率是(shì)單體(tǐ)膜的體積中孔的體積百分(fèn)率,它與原料(liào)樹脂及膜的密度有關。現有鋰離子電池隔膜的孔隙率在40%-50%之間。4)理化性能,潤濕(shī)性和潤濕速度:較好的潤濕性(xìng)有利於提高隔膜與電解液的(de)親和性,擴大隔膜(mó)與電(diàn)解(jiě)液的接觸麵,從(cóng)而增加(jiā)離子(zǐ)導電性,提高電池的充放電性能和容量。隔(gé)膜(mó)對電解液的潤濕性可通過測定(dìng)其吸液率和持液率(lǜ)來衡量。化學穩定(dìng)性:隔膜在電解液中應當保(bǎo)持長久的穩定性,不(bú)與電解液和電極物質反應。其化學穩定性是通過(guò)測定耐電解液腐蝕能力(lì)和脹縮率來評價的(de)。5)熱穩定性:電池在充放電過程中會釋放(fàng)熱量,尤其在短路或過充電的時候,會有大量熱量放出。因此,當溫度升高的(de)時(shí)候(hòu),隔膜應當保持原有的完整性和一定(dìng)的力學性能,發揮(huī)隔離正、負極、防(fáng)止短路(lù)的作用。6)安全保護(hù)性(xìng)能(néng):鋰離子電池(chí)的安全性成為鋰電池廠家的(de)較為重視的環節(jiē)。作為鋰電池(chí)較為關鍵的核心材料,對隔膜也提出(chū)了更高的要求(qiú)。目前鋰電(diàn)池用隔膜(mó)一般都能夠提供一個附加的功能,就是熱關閉。這(zhè)一特性可以為鋰離子電池提供一個(gè)額(é)外的安全保護。該功能(néng)主要參數為閉孔溫度和破膜溫度。閉孔溫度是微孔閉合時的溫(wēn)度,即為閉合溫度(dù)。指電池內部發生放熱反應自熱、過(guò)充或者電池外部短路時,這些情況都會產生大量的熱量。由於(yú)聚(jù)烯烴材料的熱塑性,當溫度接近聚合物熔點時,微孔閉合形成熱關閉,從而阻斷離子的(de)繼續傳輸而形成斷路,起到保護電池的作用(yòng)。一般(bān)PE為130-140℃,PP為150℃。破膜溫度是指電(diàn)池內部自(zì)熱,外部短路使(shǐ)電池內部(bù)溫(wēn)度升高,超過閉合溫度後微孔閉(bì)塞(sāi)阻斷電流通過,熱熔性能溫度進一(yī)步上升,造成隔膜破裂、電池短路。破裂時的溫度即為破膜溫度。 因此,鋰電池(chí)廠家都希(xī)望隔膜有較低的閉孔溫度和較高的破裂(liè)溫度(dù)。閉孔溫度和(hé)破膜溫度均與隔膜材料的種類有很大關係。任何單(dān)層的隔膜將難以滿足鋰離子電池對隔膜(mó)的安全性的要求。為了滿足鋰電池(chí)廠家的這種要求,南通天豐開發出了PE、PP多層隔膜。融合了PE的低溫閉合和PP的高溫破膜溫度兩種特性。

鋰電隔膜生(shēng)產工藝(yì):
濕法:濕(shī)法又(yòu)稱相分(fèn)離法或熱致(zhì)相分離法(fǎ),將高沸點的烴類液體或(huò)低分子量的物質與聚烯烴樹脂混(hún)合,加熱溶化混合物並把熔體鋪在薄片(piàn)上,然後降溫(wēn)發生相(xiàng)分離,再以縱向或雙軸(zhóu)向對薄片做取向處理,zui後用易揮發的溶劑提取液體。可製備出相互貫(guàn)通的微孔膜材料,適用的材料廣。采(cǎi)用該法的具有代表性的公司有日本(běn)旭化成、東燃及美國Entek等,用濕法雙向拉伸方法生產(chǎn)的隔膜(mó)由於經過了雙向拉伸具有較高的縱向和橫向強度。目(mù)前主要用於單(dān)層的PE隔膜。[6]
濕法工藝圖

 
圖片來源(yuán):長江證券 鋰電材料係列報告之二 2013年7月4日
幹法:熔融拉伸法(幹(gàn)法)的製備原理是,高聚物熔體擠出時在拉伸應(yīng)力(lì)作用下冷卻結晶,形成(chéng)平行排列的結晶結構,經過熱(rè)處理的薄膜拉伸後(hòu)晶體之間分離而(ér)形成狹縫狀微孔,在經過熱定型製得微孔膜。[7]
幹(gàn)法單向拉伸工藝是通過生(shēng)產硬彈性纖維的方法,製備出低結晶度的(de)高取向(xiàng)聚丙烯或聚乙烯薄膜,在高溫退火獲得高結晶度的取向薄膜(mó)。這(zhè)種薄膜先在低溫(wēn)下進行(háng)拉伸形成微缺陷,然(rán)後高溫下使缺陷拉開,形成(chéng)微孔。該工藝(yì)經過幾十年的發展在美國、日本已經非常成熟,現在美國Celgard公司(sī)、日本UBE公司采用此種工藝生產單(dān)層PP、PE以及三層PP/PE/PP複合(hé)膜。美國Celgard公司擁有幹法單向拉伸工(gōng)藝的一係列,日本UBE公司是購買了(le)Celgard的相關使用權。用這種方法生產的隔膜具有扁長的微孔結構,由於隻進行單向拉伸,隔(gé)膜的(de)橫向強度比較差,但正是(shì)由於沒有進行橫(héng)向拉伸(shēn),橫向幾乎沒有熱收縮。[8]
幹法雙向拉伸工藝是中國科學院化學研究所在20世紀(jì)90年代初開發出的具有自主知識產權(quán)的工藝(CN1062357)。通過在聚(jù)丙烯中加入具有成核作用的β晶(jīng)型改進劑,利用聚丙烯不同相態間(jiān)密度的差異,在拉伸過程中發生晶型轉變形成微孔,用於生產單(dān)層PP膜。國內格(gé)瑞恩新能源材料(liào)股份有限公司、桂林新時科技有限公司均與中科院(yuàn)合作采用幹法雙向拉伸工藝。
從(cóng)理論上分(fèn)析,幹法雙向拉伸(shēn)工藝生產的隔膜經過雙向拉伸,在縱向拉伸強度相差不大的情況下,橫向拉(lā)伸強(qiáng)度要明顯高於幹(gàn)法的單向(xiàng)拉伸工藝生(shēng)產的(de)隔膜。物理性能和機械性能方麵幹法雙向拉伸工藝生產的隔膜更占(zhàn)優勢。然而濕法隔膜(mó)可以得到更高的孔隙率和更好(hǎo)的透氣性。可以滿足動力電(diàn)池(chí)的大電流充放的要求。但由於濕法采用聚乙烯基材,熔點隻有140℃。所以熱穩定性比較(jiào)差。

電池隔膜生產工藝之冷卻定型和冷卻(què)係統(tǒng)

擠出吹塑薄膜成型設(shè)備中的冷卻裝置,作用是把擠出模具後的管狀膜坯經吹脹成膜泡後,為使膜泡盡快冷卻定型,提速吹塑成型薄膜的生產速度而設置。冷卻裝置中一般多采用風或水為冷卻介質,帶走膜泡表麵的熱量。按冷卻的方法的不同,又可分為膜泡表麵冷卻和膜泡(pào)管內表麵冷卻。
圖5-6是(shì)一種采用風(fēng)冷卻筒狀(zhuàng)膜泡外表麵(miàn)用風環結構。它是一種吹塑薄膜風冷卻應用(yòng)較多的一種方式(shì)。對(duì)膜的外表(biǎo)麵(miàn)冷卻效(xiào)果較好(hǎo),可適應各(gè)種塑料吹塑膜泡的冷卻。

 

圖5-6 單風口風環結構示意
1-吹風口;2-風環上蓋;3-風環體

 圖5-7雙風口負壓風環工作氣流分布示意
1-膜泡;2-上風口;3-下風口;4-模具(jù);5-氣(qì)流分布
 圖(tú)5-7是一種雙(shuāng)風口負壓風(fēng)環冷卻膜泡時的工作氣流分(fèn)布示意。兩風口間的負壓(yā)區膜坯開始被吹脹,這種雙風口(kǒu)冷卻膜表麵的(de)降溫效果好於圖5-6中風冷卻方式,擠(jǐ)塑生產(chǎn)吹塑薄膜速(sù)度比(bǐ)較高,適合多種塑料成型(xíng)膜的冷卻。


 圖5-8是一(yī)種采用水冷卻膜泡外表麵用水(shuǐ)環冷卻工作方式。采用這種方式(shì)冷卻的膜泡,一般多用於要求(qiú)透明度較好的聚丙(bǐng)烯薄(báo)膜。

圖5-8 冷卻(què)水環結構及(jí)工作(zuò)示意
1-水環外套:2-隔板;3-定型套


圖5-9是膜泡采用風內冷卻(què)的(de)一種設備工作示意(yì)。冷空氣由模具內芯棒中的風(fēng)環進入膜泡內,冷卻膜泡內壁,同時也(yě)起到支撐膜泡的作用。這種(zhǒng)冷卻膜泡的(de)效果(guǒ)很好,適合於各種塑(sù)料吹塑寬幅厚膜的(de)冷卻。
圖5-9 膜泡(pào)風內冷卻工作示意
 1-熱風輸出管;2-進風口;3-排風機;4-熱風冷卻裝置(zhì);5-膜泡管
風環的工作(zuò)位置是在(zài)成型模具口的上方(fāng),距模具口(kǒu)30~100mm處。風環的直徑,一般應是模具口直徑的1.5~3倍(模具口直徑小時(shí)取大值)。從(cóng)風環口吹出的氣流,應以45°~60°斜角,呈傘(sǎn)狀吹向膜泡管(guǎn),氣流托住膜泡,向上流動,帶走膜泡表麵熱量,使膜泡管降溫,平穩運行。
冷卻水環工作時,吹脹膜泡管的(de)外徑與冷卻水環內徑吻合,水環內冷卻(què)水從冷卻套內溢出。膜泡管通過水環時,表麵帶(dài)走一層冷(lěng)卻水,沿著膜泡管麵下流,帶走膜麵熱量,使膜泡表麵得到較好的降溫。膜麵上(shàng)附著的水珠,經牽引輥時被擠壓流回水環。

風冷冷水機組使用方便,不需要另外配接散熱器或冷卻水塔。在使用過程中,隻需(xū)要把電源、水源接上,使水箱內的水注滿,再控製麵板上先啟動泵浦,再啟動壓縮機,冷水(shuǐ)機就可以正常工(gōng)作。

風冷冷水(shuǐ)機組廣泛應用於:激(jī)光技術、焊接(jiē)、塑料成型、注塑、擠塑、吹瓶、熱力塑型、機械切削加工、非切削加工、鑄造(zào)、表麵(miàn)處理、電鍍、電泳、醫療設備(bèi)、電子行業、電路板(bǎn)生產、電子蕊片製造、化工、造紙(zhǐ)、製藥業(yè)、食品(pǐn)加工、鋁型材、鋁合金、鋼化玻璃、鍍膜玻璃、超聲波清洗、油墨生(shēng)產等。

風冷冷水機組特(tè)點(diǎn):
高品質壓縮機 
作(zuò)為冷水機(jī)的心(xīn)髒,高川選擇歐美日*壓縮機,屬三洋、鬆(sōng)下、穀輪係列,內置安全保護,安全寧靜,省電耐用。 
高(gāo)效蒸發器 
1.盤管水箱式:不鏽(xiù)鋼厚質水箱式蒸發器,采用高純度銅管製造,內置自動補水裝(zhuāng)置,省去工程安裝中的彭脹水箱,方便安裝保養,並適用於大(dà)溫差小流量等特殊(shū)場合。 
2.殼(ké)管式:高效(xiào)紫(zǐ)銅管內螺紋蒸發(fā)器(備注:如果使用封閉式水箱,建議(yì)采用殼管式蒸發器)
風冷式冷凝器 
高(gāo)速衝床(chuáng)衝孔,翻片質量可靠,二(èr)次翻邊,銅管與翅片更加緊密接觸,換熱效率高。采用全新進口銅管和全自動(dòng)彎頭焊(hàn)接, 大大(dà)增強了(le)氧密性,杜絕(jué)製冷劑匯漏現象,尤其適合水(shuǐ)資源缺乏或水質硬(yìng)度高的地區使用。 
機組配置(zhì) 
配置精密電子溫度控製器,精確控製水溫於5~35度以內,內置壓縮機超(chāo)負載(zǎi)保掮器,循環水泵超負(fù)載製(zhì),係統低壓力異常保掮器,高效 進口幹燥過濾器及(jí)臌賬(zhàng)閥,維修手閥接口等裝置,確保了機器可靠安全運行,方便了(le)保養維修。 
高揚程水(shuǐ)泵裝置 
水泵精選意大利、中(zhōng)國台灣大流量高揚程水泵,使用安全超靜(jìng),省電(diàn)耐用.機體外殼(ké)用靜電(diàn)粉體塗料烤漆,美觀大方(fāng).裝有不鏽鋼水箱,清洗(xǐ)方便快(kuài)捷.水箱內含有浮球自動補水裝置,可用來測(cè)量並控製水位,從而有效地為客戶節省時間(jiān)並提高工(gōng)作效(xiào)率.
多功(gōng)能操作麵板 
操作麵(miàn)板上裝有電流表,控製係統保險,壓縮(suō)機及水泵開(kāi)關按鈕,電子溫控製器,各安(ān)全保護故障燈(dēng),顯示冷水出口、冷水入口和設定溫度選配,機組啟動運轉指示燈,使用方便。

特(tè)殊設計(jì)
1、機(jī)組可根據機房條件,靈(líng)活設計外形(xíng)尺寸,歡迎來樣生產。
2、多種冷媒選擇,機組可提供R22、R407C、R134a等冷媒介(jiè)質。
3、根據不同(tóng)國家(jiā)地區的電源生(shēng)產不同電源製(zhì)式的機組,還可根據用戶要求訂(dìng)做冷水機組及各(gè)類(lèi)防腐、鹽水等高電壓非標機組。

4、可根據客戶溫度要(yào)求定做低溫型製冷機,zui低溫度可達零(líng)下40℃。
安裝簡便
1、運(yùn)轉平衡(héng)安(ān)全,振動小,安裝簡單;
2、機組結構緊湊,占地麵積小,重量輕,容易搬運(yùn)。
3、控製界麵直接顯示故障內容,方便及時了解故障並排除。
4、出(chū)廠前完(wán)成各種性能測試,完成接線客戶隻需連接進、出水管和電源即可運行,減少安裝時間和費(fèi)用。
運行可靠
1)機組具備多種(zhǒng)安全保護措施(shī),保(bǎo)證機組(zǔ)正常運行。
2)所有機組出廠前均通(tōng)過(guò)安全檢測係(xì)統100%測試,確保機組性能符合標準。

 

風(fēng)冷式(shì)冷水(shuǐ)機參數一(yī)

類別

機器

型號

CBE-

3ALC

CBE-

6ALC

CBE-

8ALC

CBE-

11ALC

CBE-

14ALC

CBE-

17ALC

CBE-

22ALC

CBE-

28ALC

製冷量(liàng)

kw

2.8

5.6

8.4

11.2

14

16.8

22.4

28

Kcal/hr

2408

4816

7224

9632

12040

14448

19264

24080

壓縮機功率(lǜ)

kw

0.75

1.5

2.2

3.0

3.75

4.5

3.0x2

3.75x2

電(diàn)源

 

1~ 220V 50HZ

3~ 380V 50HZ

冷(lěng)媒

 

R22

散熱風量m3/h

1000

2000

3000

4000

5000

6000

8000

10000

方式

翅片式冷(lěng)凝器

冷凍水泵功率

KW

0.37

0.37

0.37

0.37

0.75

0.75

0.75

1.5

壓(yā)力Mpa

0.15

0.15

0.15

0.15

0.2

0.2

0.15

0.18

發(fā)

冷凍水流量m3/h

0.6

1.2

1.8

2.4

3.0

3.6

4.8

6.0

冷凍水管徑(jìng)inch

3/4″

3/4″

3/4″

3/4″

1″

1″

1-1/2″

2″

水箱容量L

15

30

52

52

68

90

140

160

方式

盤管式或殼管式蒸發器

機器

尺寸

mm

640

850

1000

1000

1200

1250

1320

1400

480

500

580

580

600

650

750

780

740

800

900

900

960

960

1450

1550

工作範圍:

冰水出(chū)水溫度範(fàn)圍:5---20℃

機組在環境溫度≤35℃工況下

風冷式冷水機參數二

類別

機器

型號

CBE-

34ALC

CBE-

42ALC

CBE-

56ALC

CBE-

70ALC

CBE-

84ALC

CBE-

101ALC

CBE-

112ALC

CBE-

140ALC

製冷量

kw

33.6

42

56

70

84

100.8

112

140

Kcal/hr

28896

36120

48160

60200

72240

86688

96320

120400

壓縮機(jī)功率

kw

4.5x2

5.5x2

7.5x2

9x2

7.5x3

9x3

7.5x4

9 x4

電源

3~ 380V 50HZ

冷媒

R22

散熱風量(liàng)m3/h

12000

15000

20000

25000

30000

36000

40000

50000

方式

翅片式冷凝器

冷凍水泵功率(lǜ)

KW

1.5

1.5

2.2

2.2

3.0

3.0

3.75

3.75

壓力Mpa

0.18

0.18

0.18

0.18

0.18

0.18

0.18

0.18

冷凍水流(liú)量m3/h

7.2

9.0

12

15

18

21.6

24

30

冷凍水管(guǎn)徑inch

2″

2″

2″

2-1/2″

2-1/2″

2-1/2″

2-1/2″

2″

水箱容量L

170

200

250

300

410

470

540

620

方式

盤管式或殼管式蒸發器

機器

尺寸

mm

1500

1650

1700

1700

1750

2000

2300

2400

850

870

1300

1350

1350

1500

1500

1700

1650

1650

1600

1650

1800

1800

2200

2300

公(gōng)司(sī)產品嚴(yán)格按照歐盟(méng)CE認(rèn)證和ISO9001:2008 idt GB /T19001-2008標準生產(chǎn),產品質量和售後服務*,免費提(tí)供,谘詢。

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