[发明专利]具有肋的电池隔离件及在隔离件上铸造肋的方法

说明书

具有肋的电池隔离件及在隔离件上铸造肋的方法。本公开内容提供了在基底上铸造肋的方法，所述方法包括以下行为：安装涂布机，所述涂布机包括多个喷嘴和填充到涂布机中的聚合物；将基底放置在涂布机的喷嘴下方；在熔融聚合物上施加压力以在基底上铸造多个预定形状的聚合物肋；以及将铸造有肋的基底冷却。

本申请是名为“具有肋的电池隔离件及在隔离件上铸造肋的方法”、申请号为201480082662.6的中国专利申请的分案申请，专利申请201480082662.6是根据专利合作条约于2014年9月11日提交的国际申请(PCT/IB2014/064420)进入中国国家阶段的国家申请。

技术领域

本公开内容涉及电池隔离件，更具体地涉及包括肋的电池隔离件以及在电池隔离件上铺设肋的方法。

背景技术

所有的电池都需要用于分隔正电极和负电极同时允许离子传导的电池隔离件。隔离件基础网或背网的厚度以及整体厚度(即具有肋或玻璃纤维板(glass mat)或二者的隔离件的厚度)取决于隔离件的类型、应用的类型以及预期的电池寿命。

大多数聚乙烯隔离件以设置在背网的一侧或两侧的多种不同的肋设计来制造。肋的厚度、宽度和角度因应用和品牌而异。大多数汽车的隔离件带有0.7mm的肋，并且其通常被放置为相距1cm且全部沿隔离件的长度存在。这些肋帮助在电极之间形成额外的空间以提供电池性能所需的额外的电解质体积。在例如静止和牵引应用的应用中，肋厚度可高达1.2mm且在许多设计中其存在于背网的两侧上。这样做是考虑到电池的寿命预期、电极间更高量电解质的需求。

通常通过线上工艺在聚乙烯隔离件上设置肋，其中挤出的聚乙烯隔离件网在一对带有凹槽的压延辊之间通过，当其通过压延机时在聚乙烯上产生肋。对于肋的设计和尺寸的每一个变化，必须使用一套新的特别设计的压延辊对。

类似地，根据电池的最终用途，在PVC隔离件的一侧或两侧上设置肋。通常这样的肋厚度为约1.0mm，在一些应用中，隔离件的最终厚度可高达4mm。在烧结PVC隔离件中，通过带槽轧辊对烧结树脂进行刮除来设置肋。凹槽实际上在隔离件上形成连续的肋。在挤出或压延的PVC隔离件的情况下，形成肋的过程类似于聚乙烯，其中压延辊对带有所需的肋设计的印模(impression)。也有这样的隔离件，其肋较少但使用波纹化作为增加隔离件的总厚度的过程。同样，在这种情况下，由于在波纹化过程中消耗的隔离件面积的增加，因而隔离件总重量增加。

因此，隔离件中的肋的重量相当大。制造新的肋的成本也是昂贵的，原因是其需要更换新的压延辊，并且由于这些肋材料的额外体积而排出的电解质也更高。在电池设计中众所周知隔离件应具有最低的排酸量。排酸越高，电池性能越低。

通过湿法成网技术制成的大多数类型的隔离件，例如SPG隔离件树脂浸渍的纤维素和其他复合隔离件严重依赖于使用玻璃纤维板(非常厚的背网)，很少依赖于挤出的肋或这些的组合。取决于最终应用以及还由于组成的限制(例如氧化降解、较大的孔径等)，大多数这些隔离件需要玻璃纤维板或肋或二者。

大多数湿法成网的隔离件通过改变背网的厚度和玻璃纤维板的厚度来改变其厚度。随着背网或玻璃纤维板的厚度增加，隔离件的成本显著增加。在其中背网、玻璃纤维板厚度以及玻璃纤维板和肋二者都组合使用的应用中，隔离件的成本大幅增加。通过这些技术实现的厚度增加不仅增加了成本，而且由于排出的酸较高而降低了电池的性能，并且电极之间更大质量的材料意味着隔离件更高的电阻，这进而影响电池的性能。

从现有技术检索中可观察到，除了使用肋或玻璃纤维板之外，没有隔离件或隔离件制造技术增加隔离件的整体厚度。所有现有的隔离件生产技术可能都被限制为使用连续的肋或玻璃纤维板或二者来增加隔离件的整体厚度。玻璃纤维板或肋的目的仅在于提供额外的电解质，但是成本增加相当大。任何减小肋长度的尝试都受到迄今为止已知的生产技术或未考虑的替代方法的限制。

发明内容