阅读说明：本技术 一种挤出厚度均匀的锂电池三层共挤隔膜用模头 (Die head for three-layer co-extrusion diaphragm of lithium battery with uniform extrusion thickness ) 是由 李汪洋 胡伟 吴磊 张德顺 何祥燕 杨建军 张建安 陈曼 刘久逸 吴庆云 吴明元 于 2021-08-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种挤出厚度均匀的锂电池三层共挤隔膜用模头,包括模头本体,所述模头本体的内部至上而下设有第一料仓、第二料仓和第三料仓,所述第一料仓、第二料仓和第三料仓的右侧分别设有与出料口连通的上出料部、中出料部和下出料部,所述上出料部和下出料部分别设置于中出料部的两侧,所述第一料仓、第二料仓和第三料仓之间和两侧的模头本体上设有第一电热丝,所述上出料部、中出料部和下出料部的上、下边沿均匀水平结构,所述第一料仓和第三料仓通过安装于模头本体外侧的支管连接有进料管,所述第二料仓的左侧设有进料口,本发明克服了现有技术的不足,避免了直接挤出过程中压力变化导致的三层复合料各层厚度变化大的问题。(The invention discloses a die head for a lithium battery three-layer co-extrusion diaphragm with uniform extrusion thickness, which comprises a die head body, wherein a first bin, a second bin and a third bin are arranged inside the die head body from top to bottom, the right sides of the first bin, the second bin and the third bin are respectively provided with an upper discharging part, a middle discharging part and a lower discharging part which are communicated with a discharging port, the upper discharging part and the lower discharging part are respectively arranged at two sides of the middle discharging part, first heating wires are arranged on the die head body among the first bin, the second bin and the third bin and at two sides, the upper edge and the lower edge of the upper discharging part, the middle discharging part and the lower discharging part are in a uniform horizontal structure, the first bin and the third bin are connected with a feeding pipe through branch pipes arranged at the outer side of the die head body, and a feeding port is arranged at the left side of the second bin, the problem of large thickness change of each layer of the three-layer composite material caused by pressure change in the direct extrusion process is avoided.)

一种挤出厚度均匀的锂电池三层共挤隔膜用模头

技术领域

本发明涉及挤出模具技术领域，具体属于一种挤出厚度均匀的锂电池三层共挤隔膜用模头。

背景技术

近年来，锂离子电池技术发展迅速，隔膜作为电池中的核心材料之一，决定着锂离子电池的性能，因此隔膜材料及制备技术急需被深入研究。目前，商业化的锂电池隔膜以聚烯烙隔膜为主，制备工艺正从干法向湿法过渡，但是近几年已经发展出了不同材料体系，不同制备工艺的隔膜。

隔膜作为锂电池的关键材料，在电池中扮演着电子隔绝的作用，阻止正负极直接接触，允许电解液中锂离子自由通过，同时，隔膜对于保障电池的安全运行也起至关重要的作用。在特殊情况下，如事故、刺穿、电池滥用等，发生隔膜局部破损从而造成正负极的直接接触，从而引发剧烈的电池反应造成电池的起火爆炸。

因此，为了提高锂离子电池的安全性，保证电池的安全平稳运行，涂布在线认为隔膜必须满足以下几个条件︰(1)化学稳定性∶不与电解质、电极材料发生反应；(2)浸润性︰与电解质易于浸润且不伸长、不收缩；(3)热稳定性︰耐受高温，具有较高的熔断隔离性；(4)机械强度:拉伸强度好，以保证自动卷绕时的强度和宽度不变；(5)孔隙率∶较高的孔隙率以满足离子导电的需求。

当前，市场上商业化的锂电池隔膜主要是以聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)为主的微孔聚烯烃隔膜，这类隔膜凭借着较低的成本、良好的机械性能、优异的化学稳定性和电化学稳定性等优点而被广泛地应用在锂电池隔膜中。实际应用中又包括了单层PP或PE隔膜，双层PE/PP复合隔膜，双层PP/PP复合隔膜，以及三层PP/PE/PP复合隔膜。其中三层PP/PE/PP复合隔膜由于力学性能和耐腐蚀性能优异，被广泛用于电池隔膜，而现有的三层共挤模头采用直接挤出复合的方式，在熔融态物料输送的过程中，由于送料压力的不均匀性，导致挤出的三层复合料各层厚度变化较大，产品均匀性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种挤出厚度均匀的锂电池三层共挤隔膜用模头，克服模头挤出的三层复合料各层厚度变化较大，产品均匀性差的问题。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种挤出厚度均匀的锂电池三层共挤隔膜用模头，包括模头本体，所述模头本体的右侧面上设有出料口，所述模头本体的内部至上而下设有第一料仓、第二料仓和第三料仓，所述第一料仓、第二料仓和第三料仓的右侧分别设有与出料口连通的上出料部、中出料部和下出料部，所述上出料部和下出料部分别设置于中出料部的两侧，所述第一料仓、第二料仓和第三料仓之间和两侧的模头本体上设有第一电热丝，所述上出料部、中出料部和下出料部的上、下边沿均匀水平结构，所述第一料仓和第三料仓通过安装于模头本体外侧的支管连接有进料管，所述第二料仓的左侧设有进料口。

优选地，所述出料口上下两侧的模头基体内还设有第二电热丝，且第一电热丝的温度比第二电热丝的温度高20-30℃。

优选地，所述第二料仓与中出料部之间设有弧形部，所述弧形部的上、下表面为对称设置的弧形结构。

优选地，所述中出料部上下两侧的模头本体的顶端还设有三角棱。

优选地，所述三角棱处的上出料部、中出料部和下出料部之间的模头本体的厚度为0.5-1.0mm。

优选地，所述第一料仓与第二料仓、第二料仓与第三料仓之间还通过恒压机构连接，所述恒压机构用于保持第一料仓与第二料仓、第二料仓与第三料仓之间的压力平衡。

优选地，所述恒压机构包括恒压管，所述恒压管的两端设有挡环，所述挡环之间的恒压管内活动安装有活塞，所述恒压管的两端分别通过连通部与第一料仓、第二料仓或第三料仓连通。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

1、本发明通过设置第一料仓、第二料仓和第三料仓，使进入模头内的熔融态物料得到缓冲，避免了传统的基础工艺的直接挤出复合，熔融态的物料经过第一料仓、第二料仓和第三料仓的缓冲，使第一料仓、第二料仓和第三料仓内的熔融态的物料能够均匀的从上出料部、中出料部和下出料部流出，且上出料部、中出料部和下出料的压力均匀，避免了直接挤出过程中压力变化导致的三层复合料各层厚度变化大的问题。

2、本发明通过在第一料仓、第二料仓和第三料仓之间设置恒压机构，使第一料仓、第二料仓和第三料仓在挤出的过程中压力均等，避免了送料压力的突变，造成从上出料部、中出料部和下出料部挤出的各层中，压力大的挤出层对压力小的挤出层挤压，导致其厚度变薄的问题。

3、本发明通过设置第一电热丝和第二电热丝，第一电热丝能够避免模头本体内的熔融料的凝固，而第二电热丝温度高于第一电热丝，其目的是使挤出后的各层温度进一步升高，使各层在出料口内进行膨胀，提高各挤出层之间的复合强度，而三角棱产生引导作用，避免各挤出层之间产生孔隙。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为图2中的A-A剖视图；

图4为图2中的B-B剖视图；

图5为图4中C处的放大图。

附图标记说明：1、模头本体；11、进料口；12、出料口；13、进料管；14、支管；2、第一料仓；3、第二料仓；31、下出料部；4、第三料仓；41、弧形部；42、中出料部；5、第一电热丝；6、第二电热丝；7、三角棱；8、恒压管；81、挡环；82、活塞；9、连通部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1-4所示的挤出厚度均匀的锂电池三层共挤隔膜用模头包括模头本体1，模头本体1的右侧面上设有出料口12，模头本体1的内部至上而下设有第一料仓2、第二料仓3和第三料仓4，第一料仓2、第二料仓3和第三料仓4的右侧分别设有与出料口12连通的上出料部、中出料部42和下出料部31，上出料部和下出料部31分别设置于中出料部42的两侧，第一料仓2、第二料仓3和第三料仓4，使进入模头内的熔融态物料得到缓冲，避免了传统的基础工艺的直接挤出复合，熔融态的物料经过第一料仓2、第二料仓3和第三料仓4的缓冲，使第一料仓2、第二料仓3和第三料仓4内的熔融态的物料能够均匀的从上出料部、中出料部42和下出料部31流出，且上出料部、中出料部42和下出料的压力均匀，避免了直接挤出过程中压力变化导致的三层复合料各层厚度变化大的问题。

第一料仓2、第二料仓3和第三料仓4之间和两侧的模头本体1上设有第一电热丝5，出料口12上下两侧的模头基体内设有第二电热丝6，且第一电热丝5的温度比第二电热丝6的温度高30℃，具体温度可以根据需要在20-30℃范围内选择，第一料仓2和第三料仓4通过安装于模头本体1外侧的支管14连接有进料管13，第二料仓3的左侧设有进料口11。第一电热丝5能够避免模头本体1内的熔融料的凝固，而第二电热丝6温度高于第一电热丝5，其目的是使挤出后的各层温度进一步升高，使各层在出料口12内进行膨胀，提高各挤出层之间的复合强度。

上出料部、中出料部42和下出料部31的上、下边沿均匀为水平结构，使各出料部流出的挤出层的表面光滑，平整。第二料仓3与中出料部42之间设有弧形部41，弧形部41的上、下表面为对称设置的弧形结构，弧形结构对第二料仓3流出的熔融物料进行挤压，使中出料部42流出的中间挤出层的结构均匀。而中出料部42上下两侧的模头本体1的顶端还设有三角棱7，三角棱7处的上出料部、中出料部42和下出料部31之间的模头本体1的厚度为0.6mm，具体厚度可以根据需要在0.5-1.0mm范围内选择，三角棱7产生引导作用，避免各挤出层之间产生孔隙。

实施例2

作为本发明进一步的技术方案，如图4-5所示，第一料仓2与第二料仓3、第二料仓3与第三料仓4之间还通过恒压机构连接，恒压机构用于保持第一料仓2与第二料仓3、第二料仓3与第三料仓4之间的压力平衡。恒压机构包括恒压管8，恒压管8的两端设有挡环81，挡环81之间的恒压管8内活动安装有活塞82，恒压管8的两端分别通过连通部9与第一料仓2、第二料仓3或第三料仓4连通。恒压机构使第一料仓2、第二料仓3和第三料仓4在挤出的过程中压力均等，避免了送料压力的突变，造成从上出料部、中出料部42和下出料部31挤出的各层中，压力大的挤出层对压力小的挤出层挤压，导致其厚度变薄的问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。