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川本斯特是專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)工業(yè)制冷設(shè)備廠家，解決各種生產(chǎn)工藝需要控溫、恒溫、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(shù)問(wèn)題。洽談生產(chǎn)工藝遇到以上的問(wèn)題。下面詳細(xì)介紹一下薄膜冷卻定型技術(shù)問(wèn)題。

電池隔膜生產(chǎn)工藝之冷卻定型和冷卻系統(tǒng)

鋰離子電池隔膜流延工序的冷卻方法，其包括以下步驟：(1).打開(kāi)冷卻管閥門(mén)，流入5℃﹣15℃的流體，降低冷卻管表面溫度；(2).聚烯烴熔體經(jīng)模頭擠出，熔體流經(jīng)冷卻管旁時(shí)，熔體表面熱量被冷卻管吸收；(3).冷卻后的聚烯烴熔體經(jīng)流延輥形成流延膜。

鋰離子電池隔膜是一種具有納米級(jí)微孔的高分子功能材料，隔膜在電池內(nèi)部將正、負(fù)極板分隔開(kāi)來(lái)，防止兩極接觸造成短路。同時(shí)，隔膜具備有良好的離子通過(guò)能力，有保持電解液的能力，和具有一定的保護(hù)電池安全的能力。[1]在鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。
鋰離子性能隔膜要求包括：1）厚度均勻性，隔膜的厚度均勻性包括縱向厚度均勻性和橫向厚度均勻性。其中橫向厚度均勻性尤為重要。一般均要求控制在+1微米以?xún)?nèi)。  2）機(jī)械強(qiáng)度，隔膜的機(jī)械強(qiáng)度可用抗穿刺強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度來(lái)衡量。拉伸強(qiáng)度，隔膜的拉伸強(qiáng)度與制膜的工藝相關(guān)聯(lián)。采用單軸拉伸，膜在拉伸方向上與垂直方向強(qiáng)度不同；而采用雙軸拉伸時(shí)，隔膜在兩個(gè)方向上*性會(huì)相近。一般拉伸強(qiáng)度主要是指縱向強(qiáng)度要達(dá)到100MP以上，橫向強(qiáng)度不能太大，過(guò)大會(huì)導(dǎo)致橫向收縮率增大，這種收縮會(huì)加大鋰電池廠家正、負(fù)極接觸的幾率。抗穿刺強(qiáng)度，抗穿刺強(qiáng)度是指施加在給定針形物上用來(lái)戳穿隔膜樣本的質(zhì)量，用它來(lái)表示隔膜在裝配過(guò)程中發(fā)生短路的趨勢(shì)。因隔膜是被夾在凹凸不平的正、負(fù)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(qiáng)度。抗穿刺強(qiáng)度值一般在300-500g。3）透過(guò)性能, 透過(guò)性能可用在一定時(shí)間和壓力下，通過(guò)隔膜氣體的量的多少來(lái)表征，主要反映了鋰離子透過(guò)隔膜的通暢性。隔膜透過(guò)性的大小是隔膜孔隙率、孔徑、孔的形狀及孔曲折度等隔膜內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)綜合因素影響的結(jié)果。作為鋰電池隔膜材料，本身具有微孔結(jié)構(gòu)，微孔在整個(gè)隔膜材料中的分布應(yīng)當(dāng)均勻。孔徑一般在0.03-0.12um。孔徑太小增加電阻，孔徑太大易使正負(fù)極接觸或被枝晶刺穿短路。隔膜廠家現(xiàn)在基本以透氣度、孔隙度指標(biāo)來(lái)衡量透氣性。透氣率是指特定的空氣在特定的壓力下通過(guò)特定面積隔膜所需要的時(shí)間，用Gurley值來(lái)表示。根據(jù)隔膜厚度，一般在300-700s/100ml。孔隙率是單體膜的體積中孔的體積百分率，它與原料樹(shù)脂及膜的密度有關(guān)。現(xiàn)有鋰離子電池隔膜的孔隙率在40%-50%之間。4）理化性能，潤(rùn)濕性和潤(rùn)濕速度：較好的潤(rùn)濕性有利于提高隔膜與電解液的親和性，擴(kuò)大隔膜與電解液的接觸面，從而增加離子導(dǎo)電性，提高電池的充放電性能和容量。隔膜對(duì)電解液的潤(rùn)濕性可通過(guò)測(cè)定其吸液率和持液率來(lái)衡量。化學(xué)穩(wěn)定性：隔膜在電解液中應(yīng)當(dāng)保持長(zhǎng)久的穩(wěn)定性，不與電解液和電極物質(zhì)反應(yīng)。其化學(xué)穩(wěn)定性是通過(guò)測(cè)定耐電解液腐蝕能力和脹縮率來(lái)評(píng)價(jià)的。5）熱穩(wěn)定性：電池在充放電過(guò)程中會(huì)釋放熱量，尤其在短路或過(guò)充電的時(shí)候，會(huì)有大量熱量放出。因此，當(dāng)溫度升高的時(shí)候，隔膜應(yīng)當(dāng)保持原有的完整性和一定的力學(xué)性能，發(fā)揮隔離正、負(fù)極、防止短路的作用。6）安全保護(hù)性能：鋰離子電池的安全性成為鋰電池廠家的較為重視的環(huán)節(jié)。作為鋰電池較為關(guān)鍵的核心材料，對(duì)隔膜也提出了更高的要求。目前鋰電池用隔膜一般都能夠提供一個(gè)附加的功能，就是熱關(guān)閉。這一特性可以為鋰離子電池提供一個(gè)額外的安全保護(hù)。該功能主要參數(shù)為閉孔溫度和破膜溫度。閉孔溫度是微孔閉合時(shí)的溫度，即為閉合溫度。指電池內(nèi)部發(fā)生放熱反應(yīng)自熱、過(guò)充或者電池外部短路時(shí)，這些情況都會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。由于聚烯烴材料的熱塑性，當(dāng)溫度接近聚合物熔點(diǎn)時(shí)，微孔閉合形成熱關(guān)閉，從而阻斷離子的繼續(xù)傳輸而形成斷路，起到保護(hù)電池的作用。一般PE為130-140℃，PP為150℃。破膜溫度是指電池內(nèi)部自熱，外部短路使電池內(nèi)部溫度升高，超過(guò)閉合溫度后微孔閉塞阻斷電流通過(guò)，熱熔性能溫度進(jìn)一步上升，造成隔膜破裂、電池短路。破裂時(shí)的溫度即為破膜溫度。 因此，鋰電池廠家都希望隔膜有較低的閉孔溫度和較高的破裂溫度。閉孔溫度和破膜溫度均與隔膜材料的種類(lèi)有很大關(guān)系。任何單層的隔膜將難以滿(mǎn)足鋰離子電池對(duì)隔膜的安全性的要求。為了滿(mǎn)足鋰電池廠家的這種要求，南通天豐開(kāi)發(fā)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。

鋰電隔膜生產(chǎn)工藝：
濕法：濕法又稱(chēng)相分離法或熱致相分離法，將高沸點(diǎn)的烴類(lèi)液體或低分子量的物質(zhì)與聚烯烴樹(shù)脂混合，加熱溶化混合物并把熔體鋪在薄片上，然后降溫發(fā)生相分離，再以縱向或雙軸向?qū)Ρ∑鋈∠蛱幚恚瑉ui后用易揮發(fā)的溶劑提取液體。可制備出相互貫通的微孔膜材料，適用的材料廣。采用該法的具有代表性的公司有日本旭化成、東燃及美國(guó)Entek等，用濕法雙向拉伸方法生產(chǎn)的隔膜由于經(jīng)過(guò)了雙向拉伸具有較高的縱向和橫向強(qiáng)度。目前主要用于單層的PE隔膜。[6]
濕法工藝圖

 
圖片來(lái)源：長(zhǎng)江證券 鋰電材料系列報(bào)告之二 2013年7月4日
干法：熔融拉伸法（干法）的制備原理是，高聚物熔體擠出時(shí)在拉伸應(yīng)力作用下冷卻結(jié)晶，形成平行排列的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)熱處理的薄膜拉伸后晶體之間分離而形成狹縫狀微孔，在經(jīng)過(guò)熱定型制得微孔膜。[7]
干法單向拉伸工藝是通過(guò)生產(chǎn)硬彈性纖維的方法，制備出低結(jié)晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，在高溫退火獲得高結(jié)晶度的取向薄膜。這種薄膜先在低溫下進(jìn)行拉伸形成微缺陷，然后高溫下使缺陷拉開(kāi)，形成微孔。該工藝經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展在美國(guó)、日本已經(jīng)非常成熟，現(xiàn)在美國(guó)Celgard公司、日本UBE公司采用此種工藝生產(chǎn)單層PP、PE以及三層PP/PE/PP復(fù)合膜。美國(guó)Celgard公司擁有干法單向拉伸工藝的一系列，日本UBE公司是購(gòu)買(mǎi)了Celgard的相關(guān)使用權(quán)。用這種方法生產(chǎn)的隔膜具有扁長(zhǎng)的微孔結(jié)構(gòu)，由于只進(jìn)行單向拉伸，隔膜的橫向強(qiáng)度比較差，但正是由于沒(méi)有進(jìn)行橫向拉伸，橫向幾乎沒(méi)有熱收縮。[8]
干法雙向拉伸工藝是*化學(xué)研究所在20世紀(jì)90年代初開(kāi)發(fā)出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝（CN1062357）。通過(guò)在聚丙烯中加入具有成核作用的β晶型改進(jìn)劑，利用聚丙烯不同相態(tài)間密度的差異，在拉伸過(guò)程中發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變形成微孔，用于生產(chǎn)單層PP膜。國(guó)內(nèi)格瑞恩新能源材料股份有限公司、桂林新時(shí)科技有限公司均與中科院合作采用干法雙向拉伸工藝。
從理論上分析，干法雙向拉伸工藝生產(chǎn)的隔膜經(jīng)過(guò)雙向拉伸，在縱向拉伸強(qiáng)度相差不大的情況下，橫向拉伸強(qiáng)度要明顯高于干法的單向拉伸工藝生產(chǎn)的隔膜。物理性能和機(jī)械性能方面干法雙向拉伸工藝生產(chǎn)的隔膜更占優(yōu)勢(shì)。然而濕法隔膜可以得到更高的孔隙率和更好的透氣性。可以滿(mǎn)足動(dòng)力電池的大電流充放的要求。但由于濕法采用聚乙烯基材，熔點(diǎn)只有140℃。所以熱穩(wěn)定性比較差。

電池隔膜生產(chǎn)工藝之冷卻定型和冷卻系統(tǒng)

擠出吹塑薄膜成型設(shè)備中的冷卻裝置，作用是把擠出模具后的管狀膜坯經(jīng)吹脹成膜泡后，為使膜泡盡快冷卻定型，提速吹塑成型薄膜的生產(chǎn)速度而設(shè)置。冷卻裝置中一般多采用風(fēng)或水為冷卻介質(zhì)，帶走膜泡表面的熱量。按冷卻的方法的不同，又可分為膜泡表面冷卻和膜泡管內(nèi)表面冷卻。
圖5-6是一種采用風(fēng)冷卻筒狀膜泡外表面用風(fēng)環(huán)結(jié)構(gòu)。它是一種吹塑薄膜風(fēng)冷卻應(yīng)用較多的一種方式。對(duì)膜的外表面冷卻效果較好，可適應(yīng)各種塑料吹塑膜泡的冷卻。

圖5-6 單風(fēng)口風(fēng)環(huán)結(jié)構(gòu)示意
1-吹風(fēng)口；2-風(fēng)環(huán)上蓋；3-風(fēng)環(huán)體

 圖5-7雙風(fēng)口負(fù)壓風(fēng)環(huán)工作氣流分布示意
1-膜泡；2-上風(fēng)口；3-下風(fēng)口；4-模具；5-氣流分布
 圖5-7是一種雙風(fēng)口負(fù)壓風(fēng)環(huán)冷卻膜泡時(shí)的工作氣流分布示意。兩風(fēng)口間的負(fù)壓區(qū)膜坯開(kāi)始被吹脹，這種雙風(fēng)口冷卻膜表面的降溫效果好于圖5-6中風(fēng)冷卻方式，擠塑生產(chǎn)吹塑薄膜速度比較高，適合多種塑料成型膜的冷卻。

 圖5-8是一種采用水冷卻膜泡外表面用水環(huán)冷卻工作方式。采用這種方式冷卻的膜泡，一般多用于要求透明度較好的聚丙烯薄膜。

圖5-8 冷卻水環(huán)結(jié)構(gòu)及工作示意
1-水環(huán)外套：2-隔板；3-定型套

圖5-9是膜泡采用風(fēng)內(nèi)冷卻的一種設(shè)備工作示意。冷空氣由模具內(nèi)芯棒中的風(fēng)環(huán)進(jìn)入膜泡內(nèi)，冷卻膜泡內(nèi)壁，同時(shí)也起到支撐膜泡的作用。這種冷卻膜泡的效果很好，適合于各種塑料吹塑寬幅厚膜的冷卻。
圖5-9 膜泡風(fēng)內(nèi)冷卻工作示意
 1-熱風(fēng)輸出管；2-進(jìn)風(fēng)口；3-排風(fēng)機(jī)；4-熱風(fēng)冷卻裝置；5-膜泡管
風(fēng)環(huán)的工作位置是在成型模具口的上方，距模具口30～100mm處。風(fēng)環(huán)的直徑，一般應(yīng)是模具口直徑的1.5～3倍（模具口直徑小時(shí)取大值）。從風(fēng)環(huán)口吹出的氣流，應(yīng)以45°～60°斜角，呈傘狀吹向膜泡管，氣流托住膜泡，向上流動(dòng)，帶走膜泡表面熱量，使膜泡管降溫，平穩(wěn)運(yùn)行。
冷卻水環(huán)工作時(shí)，吹脹膜泡管的外徑與冷卻水環(huán)內(nèi)徑吻合，水環(huán)內(nèi)冷卻水從冷卻套內(nèi)溢出。膜泡管通過(guò)水環(huán)時(shí)，表面帶走一層冷卻水，沿著膜泡管面下流，帶走膜面熱量，使膜泡表面得到較好的降溫。膜面上附著的水珠，經(jīng)牽引輥時(shí)被擠壓流回水環(huán)。

風(fēng)冷冷水機(jī)組使用方便，不需要另外配接散熱器或冷卻水塔。在使用過(guò)程中，只需要把電源、水源接上，使水箱內(nèi)的水注滿(mǎn)，再控制面板上先啟動(dòng)泵浦，再啟動(dòng)壓縮機(jī)，冷水機(jī)就可以正常工作。

風(fēng)冷冷水機(jī)組廣泛應(yīng)用于：激光技術(shù)、焊接、塑料成型、注塑、擠塑、吹瓶、熱力塑型、機(jī)械切削加工、非切削加工、鑄造、表面處理、電鍍、電泳、醫(yī)療設(shè)備、電子行業(yè)、電路板生產(chǎn)、電子蕊片制造、化工、造紙、制藥業(yè)、食品加工、鋁型材、鋁合金、鋼化玻璃、鍍膜玻璃、超聲波清洗、油墨生產(chǎn)等。

風(fēng)冷冷水機(jī)組特點(diǎn)：
高品質(zhì)壓縮機(jī) 
作為冷水機(jī)的心臟，高川選擇歐美日*壓縮機(jī)，屬三洋、松下、谷輪系列，內(nèi)置安全保護(hù)，安全寧?kù)o，省電耐用。 
高效蒸發(fā)器 
1.盤(pán)管水箱式：不銹鋼厚質(zhì)水箱式蒸發(fā)器，采用高純度銅管制造，內(nèi)置自動(dòng)補(bǔ)水裝置，省去工程安裝中的彭脹水箱，方便安裝保養(yǎng)，并適用于大溫差小流量等特殊場(chǎng)合。 
2.殼管式：高效紫銅管內(nèi)螺紋蒸發(fā)器（備注：如果使用封閉式水箱，建議采用殼管式蒸發(fā)器）
風(fēng)冷式冷凝器 
高速?zèng)_床沖孔，翻片質(zhì)量可靠，二次翻邊，銅管與翅片更加緊密接觸，換熱效率高。采用全新進(jìn)口銅管和全自動(dòng)彎頭焊接， 大大增強(qiáng)了氧密性，杜絕制冷劑匯漏現(xiàn)象，尤其適合水資源缺乏或水質(zhì)硬度高的地區(qū)使用。 
機(jī)組配置 
配置精密電子溫度控制器，精確控制水溫于5~35度以?xún)?nèi)，內(nèi)置壓縮機(jī)超負(fù)載保掮器，循環(huán)水泵超負(fù)載制，系統(tǒng)低壓力異常保掮器，高效 進(jìn)口干燥過(guò)濾器及臌賬閥，維修手閥接口等裝置，確保了機(jī)器可靠安全運(yùn)行，方便了保養(yǎng)維修。 
高揚(yáng)程水泵裝置 
水泵精選意大利、中國(guó)臺(tái)灣大流量高揚(yáng)程水泵，使用安全超靜，省電耐用．機(jī)體外殼用靜電粉體涂料烤漆，美觀大方．裝有不銹鋼水箱，清洗方便快捷．水箱內(nèi)含有浮球自動(dòng)補(bǔ)水裝置，可用來(lái)測(cè)量并控制水位，從而有效地為客戶(hù)節(jié)省時(shí)間并提高工作效率.
多功能操作面板 
操作面板上裝有電流表，控制系統(tǒng)保險(xiǎn)，壓縮機(jī)及水泵開(kāi)關(guān)按鈕，電子溫控制器，各安全保護(hù)故障燈，顯示冷水出口、冷水入口和設(shè)定溫度選配，機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈，使用方便。

特殊設(shè)計(jì)
1、機(jī)組可根據(jù)機(jī)房條件，靈活設(shè)計(jì)外形尺寸，歡迎來(lái)樣生產(chǎn)。
2、多種冷媒選擇，機(jī)組可提供R22、R407C、R134a等冷媒介質(zhì)。
3、根據(jù)不同國(guó)家地區(qū)的電源生產(chǎn)不同電源制式的機(jī)組，還可根據(jù)用戶(hù)要求訂做冷水機(jī)組及各類(lèi)防腐、鹽水等高電壓非標(biāo)機(jī)組。

4、可根據(jù)客戶(hù)溫度要求定做低溫型制冷機(jī)，zui低溫度可達(dá)零下40℃。
安裝簡(jiǎn)便
1、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡安全，振動(dòng)小，安裝簡(jiǎn)單；
2、機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，重量輕，容易搬運(yùn)。
3、控制界面直接顯示故障內(nèi)容，方便及時(shí)了解故障并排除。
4、出廠前完成各種性能測(cè)試,完成接線客戶(hù)只需連接進(jìn)、出水管和電源即可運(yùn)行，減少安裝時(shí)間和費(fèi)用。
運(yùn)行可靠
1)機(jī)組具備多種安全保護(hù)措施，保證機(jī)組正常運(yùn)行。
2)所有機(jī)組出廠前均通過(guò)安全檢測(cè)系統(tǒng)*測(cè)試，確保機(jī)組性能符合標(biāo)準(zhǔn)。

風(fēng)冷式冷水機(jī)參數(shù)一

工作范圍:

冰水出水溫度范圍：5---20℃

機(jī)組在環(huán)境溫度≤35℃工況下

風(fēng)冷式冷水機(jī)參數(shù)二

公司產(chǎn)品嚴(yán)格按照歐盟CE認(rèn)證和ISO9001:2008 idt GB /T19001-2008標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)*，免費(fèi)提供，咨詢(xún)。