用于cpp锂电池隔膜挤出成型的螺杆结构

技术领域

本发明涉及薄膜生产技术领域，特别涉及用于cpp锂电池隔膜挤出成型的螺杆结构。

背景技术

新能源为现代节能环保的发展方向，而锂电池是新能源储能的重要载体之一。消费级锂电池，例如应用在手机、汽车等消费品上的锂电池，对于锂电池的安全性要求尤其高。是对于汽车电池等能量密度大，使用电压较高的载体而言。在锂电池中目前通常使用cpp膜材作为锂电池的隔膜材料。cpp膜材是锂离子电池的重要组成部分，主要用于隔离正负极，防止短路，同时允许锂离子通过。cpp是“Cast Polypropylene”的缩写，中文名为流延聚丙烯，是一种高分子材料。cpp膜材具有热封性能好、透明度高、机械性能好、化学稳定性好、绝缘性能好等的优点，应用在锂电池上具有可以方便观察电池内部的状态、可以有效保护电池内部的结构、可以防止电池内部的化学反应对膜材造成损害、可以有效防止电池内部的短路等的优势。

在生产cpp膜材时，通常使用挤出工艺。而生产的cpp膜材应用于消费级锂电池时，由于其安全性要求尤其地高，因此对于cpp膜材生产的洁净度、稳定性提出了较高的要求。

cpp原材料的熔融指数(MFI)是衡量其流动性的重要指标。MFI越高，表示cpp的流动性越好，加工性能越好。作为膜材使用的cpp原料一般具有较低的MFI值。在挤出成型环节中容易出现挤出速度不均匀，挤出压力不稳定等的问题，亟需设计相关结构改善。

发明内容

本发明旨在至少解决背景技术中存在的技术问题之一。

本发明提供用于cpp锂电池隔膜挤出成型的螺杆结构，包括螺杆本体，所述螺杆本体上设有第一螺棱，所述螺杆本体上还设有稳压头，所述稳压头的外壁所述稳压头的外端不高于所述第一螺棱的外端，所述稳压头上设有进料导槽和出料导槽，以所述螺杆本体的两端分别为进料端和出料端，所述进料导槽指向进料端的一侧贯通所述稳压头，所述出料导槽指向所述出料端的一侧贯通所述稳压头，以所述稳压头位于所述进料导槽和出料导槽之间设有溢流槽，所述进料导槽、溢流槽、出料导槽共同形成稳压通道。

本发明的有益效果：该锂电池隔膜螺杆结构通过配置稳压头，借助稳压头上设置的进料导槽、溢流段和出料导槽形成稳压通道，在螺杆本体被驱动旋转而将熔融塑料从进料端推向出料端的过程中，当熔融塑料到达了稳压头的位置时，熔融塑胶在稳压头处仅能通过进料导槽继续向出料端流动，熔融塑料的通流面积大大减少，熔融塑料在进料导槽的槽口处形成了减速增压点，为熔融塑料供入进料导槽提供了稳定的压力，而在熔融塑料进入了进料导槽之后，首先熔融塑料会趋向于填满进料导槽，然后再通过溢流槽流向出料导槽，溢流槽一方面能够再次形成一个减速增压点，再次起到稳压的作用，另一方面，溢流槽的深度较小，溢流槽与机筒外壁的间隙较小，当熔融塑料中裹挟了未完全熔融的固态料，溢流槽能够限制固态料通过，使固态料保持在进料导槽中持续被加热，直至变为熔融状态后才能通过溢流槽从出料导槽流出，保证溢流槽处的熔融塑料的均一性，保证从出料导槽处流出熔融塑料的压力的稳定性，以此很好地确保熔融塑料挤出压力的稳定性以及熔融塑料挤出的一致性，大大地提高挤出产品的稳定性，提高cpp膜材作为锂电池隔膜使用时的安全性。

作为上述技术方案的一些子方案，所述进料导槽沿斜向延伸，以所述进料导槽的延伸方向与所述螺杆本体的轴线的夹角为推进角，所述推进角的大小为15°至30°。

作为上述技术方案的一些子方案，所述推进角的大小为20°。

作为上述技术方案的一些子方案，所述稳压头邻近所述进料端的一侧设有进料倒角。

作为上述技术方案的一些子方案，以所述进料倒角与所述稳压头端面之间的夹角为进料角，所述进料角的大小为45°至70°。

作为上述技术方案的一些子方案，所述进料角的大小为60°。

作为上述技术方案的一些子方案，以所述溢流槽的深度的通行深度，所述通行深度为1.2至1.8mm。

作为上述技术方案的一些子方案，所述通行深度为1.5mm。

作为上述技术方案的一些子方案，所述进料导槽的宽度为9～11mm。

作为上述技术方案的一些子方案，所述进料导槽的宽度为10mm。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为用于cpp锂电池隔膜挤出成型的螺杆结构的实施例的结构示意图；

图2为稳压头的结构示意图；

图3为稳压头的展平图，图中为未对稳压头倒角的状态；

图4为图3中E-E处截面图。

附图中：1-螺杆本体；11-第一螺棱；

2-稳压头；21-进料导槽；22-出料导槽；23-溢流槽；24-进料倒角；25-出料倒角；jlj-进料角；clj-出料角；tjj-推进角；k-宽度；th-通行深度；ch-槽深度。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，若干的含义是不定量，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。全文中出现的和/或，表示三个并列方案，例如，A和/或B表示A满足的方案、B满足的方案或者A和B同时满足的方案。

本发明的描述中，如有含有多个并列特征的短句，其中的定语所限定的是最接近的一个特征，例如：设置在A上的B、C、与D连接的E，所表示的是B设置在A上，E与D连接，对C并不构成限定；但对于表示特征之间关系的定语，如“间隔设置”、“环形排布”等，不属于此类。定语前带有“均”字的，则表示是对该短句中所有特征的限定，如均设置在A上的B、C、D，则表示B、C和D均设置在A上。省略了主语的语句，所省略的主语为前一语句的主语，即A上设有B，包括C，表示A上设有B，A包括C。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

下面结合图1至图4对本发明的实施例作出说明。

本实施例涉及用于cpp锂电池隔膜挤出成型的螺杆结构，该螺杆结构应用在用于塑料挤出成型的挤出机的螺杆中。挤出机通过电机驱动螺杆转动而使熔融的塑料从挤出机的机筒的模头中挤出。通过在挤出机中应用本方案的用于cpp锂电池隔膜挤出成型的螺杆结构，能够很好地改善cpp塑料挤出成型过程中容易出现的速度不均匀，压力不稳定的问题。

本实施例的用于cpp锂电池隔膜挤出成型的螺杆结构，包括螺杆本体1，所述螺杆本体1上设有第一螺棱11，所述螺杆本体1上还设有稳压头2，所述稳压头2的外壁所述稳压头2的外端不高于所述第一螺棱11的外端，所述稳压头2上设有进料导槽21和出料导槽22，以所述螺杆本体1的两端分别为进料端和出料端，所述进料导槽21指向进料端的一侧贯通所述稳压头2，所述出料导槽22指向所述出料端的一侧贯通所述稳压头2，以所述稳压头2位于所述进料导槽21和出料导槽22之间设有溢流槽23，所述进料导槽21、溢流槽23、出料导槽22共同形成稳压通道。

该锂电池隔膜螺杆结构通过配置稳压头2，借助稳压头2上设置的进料导槽21、溢流段和出料导槽22形成稳压通道，在螺杆本体1被驱动旋转而将熔融塑料从进料端推向出料端的过程中，当熔融塑料到达了稳压头2的位置时，熔融塑胶在稳压头2处仅能通过进料导槽21继续向出料端流动，熔融塑料的通流面积大大减少，熔融塑料在进料导槽21的槽口处形成了减速增压点，为熔融塑料供入进料导槽21提供了稳定的压力，而在熔融塑料进入了进料导槽21之后，首先熔融塑料会趋向于填满进料导槽21，然后再通过溢流槽23流向出料导槽22，溢流槽23一方面能够再次形成一个减速增压点，再次起到稳压的作用，另一方面，溢流槽23的深度较小，溢流槽23与机筒外壁的间隙较小，当熔融塑料中裹挟了未完全熔融的固态料，溢流槽23能够限制固态料通过，使固态料保持在进料导槽21中持续被加热，直至变为熔融状态后才能通过溢流槽23从出料导槽22流出，保证溢流槽23处的熔融塑料的均一性，保证从出料导槽22处流出熔融塑料的压力的稳定性，以此很好地确保熔融塑料挤出压力的稳定性以及熔融塑料挤出的一致性，大大地提高挤出产品的稳定性，提高cpp膜材作为锂电池隔膜使用时的安全性。

其中，以所述溢流槽23的深度的通行深度th，所述通行深度th为1.2至1.8mm。溢流槽23位于进料导槽21与出料导槽22之间，通行深度th决定了熔融塑料的最小通行尺寸，当通行深度th设置较大时，未完全熔融的颗粒态cpp原料将能够从溢流槽23进入出料导槽22，导致在机筒的模头位置的塑料熔融不充分，熔融流动速率的稳定性较差和熔融塑料供给压力的稳定性较差；而当通行深度th设置过小时，对于MF I(熔融指数)较低的cpp塑料而言，其熔融状态下的流动性也较低，熔融塑料则难以通过溢流槽23，导致熔融物料供料速度(也即熔融流动速率)过低，温升过高等的问题。将通行深度th设置为1.2至1.8mm，则能够较好地保证出料导槽22处的熔融塑料处的熔融流动速率以及较好地保证cpp塑料进入出料导槽22时为熔融塑料状态。本实施例中所述通行深度th为1.5mm。通行深度th设置为1.5mm时，经溢流槽23流向出料导槽22的熔融塑料流动速度较好，且熔融塑料中几乎不掺杂固态料。

所述进料导槽21沿斜向延伸，以所述进料导槽21的延伸方向与所述螺杆本体1的轴线的夹角为推进角tjj，所述推进角tjj的大小为15°至30°。进料导槽21沿斜向延伸时，在螺杆本体1被驱动而转动时，位于进料导槽21内的熔融塑料也能够受到指向出料端的推力。推进角tjj具体指的是进料导槽21的延伸方向与螺杆本体1的轴线投影至水平面时的夹角。推进角tjj的大小将影响螺杆本体1转动时对熔融塑料产生的推力以及熔融塑料的前进速度。推进角tjj过大时熔融塑料的前进速度较慢，难以保证熔融塑料的供料速度，而推进角tjj过小时熔融塑料的推力则较小，难以保证供料压力的稳定性。所述推进角tjj的大小为15°至30°，熔融塑料能够兼具较好的供料速度以及较为稳定的供料压力。推进角tjj的大小为20°时，供料速度较高，供料压力也较为稳定。

所述稳压头2邻近所述进料端的一侧设有进料倒角24。在加工稳压头2时，预先在稳压头2上加工进料倒角24，然后再在进料倒角24上加工进料导槽21将会降低加工难度。且进料倒角24在稳压头2上形成的缺角使进料导槽21的一端形成了进料口。一次通过设置进料倒角24大大地降低了进料口进料的难度。以所述进料倒角24与所述稳压头2端面之间的夹角为进料角jlj，所述进料角jlj的大小为45°至70°。进料角jlj的大小设置为45°至70°之间，熔融塑料的进料空间较为充足，进料导槽21的进料速率较高且进料导槽21的进料压力也较为稳定。本实施例中，所述进料角jlj的大小为60°，进料导槽21的进料速率高且进料导槽21的进料压力稳定。

在本实施例中，稳压头2邻近出料端的一侧还设有出料倒角25。同理，在加工稳压头2时，预先在稳压头2上加工出料倒角25，然后再在出料倒角25上加工出料导槽22将会降低加工难度。且出料倒角25在稳压头2上形成的缺角使出料导槽22的一端形成了出料口。一次通过设置出料倒角25大大地降低了出料口出料的难度。以所述出料倒角25与所述稳压头2端面之间的夹角为出料角clj，所述出料角clj的大小为45°至70°。出料角clj的大小设置为45°至70°之间，熔融塑料的出料空间较为充足，出料导槽22的出料速率较高且出料导槽22的出料压力也较为稳定。本实施例中，所述出料角clj的大小为60°，出料导槽22的出料速率高且出料导槽22的出料压力稳定。

以进料导槽的深度为槽深度ch，槽深度ch和进料导槽21的宽度k决定了能够进料导槽21容纳熔融塑料的量。具体的，进料导槽21的宽度k还影响进料速率，槽深度ch还影响熔融塑料的温升。进料导槽21的宽度k为9～11mm时，进料导槽21具有较好的进料速度，且进料导槽21转动时通过溢流槽23的熔融塑料较为连续。本实施例中，所述进料导槽21的宽度k为10mm。槽深度ch则较大的影响进料压力的稳定性。当槽深度ch较深时，位于进料导槽21底部的塑料温度相对较低，对熔融塑料的均一性产生不良影响，降低进料压力的稳定性，槽深度ch较浅时则熔融塑料难以进入进料导槽21。槽深度ch为8至9.5mm，能够较好地兼具进料压力稳定和进入进料导槽21难度较低的优点。本实施例中所述进料导槽21的宽度k为10mm。

本实施例中的螺杆本体1上设置有三个稳压头2，三个稳压头2沿螺杆本体1的轴线方向相隔设置，通过设置三个稳压头2能够进一步地加强熔融塑料供给的稳定性。三个稳压头2之间的间距为178mm，三个稳压头2之间的间距为178mm为熔融塑料提供了足够的缓压空间。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出各种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本发明创造权利要求所限定的范围内。