铁锂电池隔膜生产工艺,锂电池隔膜生产工艺原理

来源：维多利亚3308  日期：2019-04-28 11:04  浏览量：次

　　铁锂电池隔膜生产工艺，锂电池隔膜生产工艺原理。作为锂电池四大核心材料之一，隔膜是决定锂电池性能、安全性和成本的重要部分，锂电池隔膜的生产工艺分为干法生产工艺和湿法生产工艺两大类，干法生产工艺又细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。

　　铁锂电池隔膜生产工艺

　　铁锂电池隔膜的生产工艺，主要分为干法拉伸与湿法拉伸。锂电池隔膜需要具备的诸多特性，对其生产工艺提出了特殊的要求，而生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计等工艺。

　　干法单向拉伸工艺是通过生产硬弹性纤维的方法，制备出低结晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，在高温退火过程中，获得高结晶度的薄膜。这种薄膜先在低温下进行拉伸形成微缺陷，然后高温下使缺陷拉开，形成微孔。目前中国三分之一以上产能使用干法双拉工艺，产品在中低端市场占据较大比例。

　　湿法生产工艺，又称相分离法或热致相分离法，湿法工艺将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热熔融后，形成均匀的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温一定时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，可制备出相互贯通的微孔膜材料。

　　湿法生产工艺，不仅可制备出相互贯通的微孔膜材料，而且生产出来的锂电池隔膜具有较高的纵向和横向强度。目前，湿法生产工艺主要用于生产单层的锂电池隔膜。

　　锂电池隔膜生产工艺原理

　　1、干法—先对聚烯烃树脂进行熔融、挤压和吹制操作，形成结晶性高分子薄膜，然后进行结晶化热处理和退火操作，获得高度取向的薄膜结构，然后在高温中拉伸，测试结晶截面分离，形成多孔结构电池隔膜。干法工艺中还可以分为单向拉伸和双向拉伸。

　　2、湿法—传统湿法制备以相转化法为主，近年以TIPS热致相分离法为主。原理为将结晶性聚合物、热塑性聚合物以及具有高沸点的小分子化学物稀释剂(比如石蜡油)进行混合，在高温下形成均相溶液，然后降低溶液温度，使混合物发生固液相分离或者液液分离，将小分子化学物稀释剂萃取脱除后，形成热塑性与结晶性聚合物的多孔隔膜。

　　锂电池隔膜湿法工艺的主要特点是成本高、投资大，对设备要求高，建设投产周期长，并且在生产过程中对能源消耗较大，且会使用有机溶剂。但是湿法工艺可以较好的控制孔径大小、分布和孔隙率，所以一般用于制造高端薄膜。

　　干法工艺的原材料一般是PP，而湿法工艺的原材料一般则是PE。一般来说，PP的熔融温度在170℃左右，PE的熔融温度在140℃左右。因此湿法工艺生产的隔膜虽然厚度较薄，但是较低的熔融温度使得隔膜在高温下容易收缩，从而造成电池短路，电池的安全得不到保证。在隔膜表面涂覆一层无机纳米颗粒或者耐高温的有机化学物可以提高隔膜的高温安全性能，能够很好的弥补湿法工艺的这个缺陷。

　　锂电池隔膜干法单拉工艺流程

　　投料：将PE或PP及添加剂等原料按照配方预处理后，输送至挤出系统。

　　流延：将预处理的原料在挤出系统中，经熔融塑化后从模头挤出熔体，熔体经流延后形成特定结晶结构的基膜。

　　热处理：将基膜经热处理后得到硬弹性薄膜。

　　拉伸：将硬弹性薄膜进行冷拉伸和热拉伸后形成纳米微孔膜。

　　分切：将纳米微孔膜根据客户的规格要求裁切为成品膜。

　　湿法异步拉伸工艺流程

　　投料：将PE、成孔剂等原料按照配方进行预处理输送至挤出系统。

　　流延：将预处理的原料在双螺杆挤出系统中经熔融塑化后从模头挤出熔体，熔体经流延后形成含成孔剂的流延厚片。

　　纵向拉伸：将流延厚片进行纵向拉伸。

　　横向拉伸：将经纵向拉伸后的流延厚片横向拉伸，得到含成孔剂的基膜。

　　萃取：将基膜经溶剂萃取后形成不含成孔剂的基膜。

　　定型：将不含成孔剂的基膜经干燥、定型得到纳米微孔膜。

　　分切：将纳米微孔膜根据客户的规格要求裁切为成品膜。

　　隔膜产品的性能受基体材料和制作工艺共同影响。隔膜的稳定性、一致性、安全性对于锂电池的放电倍率、能量密度、循环寿命、安全性有着决定性影响。。从产品力的角度来说湿法隔膜综合性能强于干法隔膜。