锂电隔膜产业工艺技术有哪些

来源：维多利亚3308  日期：2019-07-02 09:46  浏览量：次

　　锂电隔膜产业工艺技术有哪些？锂电池隔膜生产工艺复杂、技术壁垒高。锂电池隔膜锂电池中关键的内层组件。电池的容量、循环性能和充放电电流密度等关键性能都与隔膜有着直接的关系，隔膜性能的改善对提高锂电池的综合性能起着重要作用。

　　锂电隔膜产业工艺技术有哪些？

　　目前产业化的锂电隔膜制造技术主要有4种：湿法、干法、半干法和无纺布法。其中湿法和干法还有进一步的分类。

　　1、湿法技术

　　锂电隔膜湿法技术主要用于聚乙烯(PE)隔膜的制造。由于工艺中需要使用石蜡油与PE混合占位造孔，在拉伸工艺后需要用溶剂萃取移除，所以该工艺称为湿法。湿法技术涉及在2个方向上对薄膜的拉伸，因此又分为同步拉伸和分步拉伸。

　　关于同步拉伸和分步拉伸哪个更先进的争论一直存在。争议体现在产品品质、效率、工艺适应性等方面。从产品的微观形态比较，用同步拉伸工艺制造的隔膜孔隙率更高、孔隙分布更均匀，厚薄均匀性较好;

　　同时，同步拉伸的产品强度均匀，良率较高，理论上其综合性能较好。如果从生产效率、锂电池工艺适应性等方面比较，暂无法给出优劣的判断。不同的只是不同企业设备水平的差异和工艺成熟度的差异。从用户反馈上看，2种产品在使用中表现的差异并不明显。

　　2、干法技术

　　干法技术主要用于聚丙烯(PP)隔膜的制造。干法技术主要包括3种工艺技术：吹膜+单向拉伸、铸片+单向拉伸以及双向拉伸。相对而言，干法技术比湿法技术工艺简单、设备成本较低、生产效率较低。

　　3、半干法技术

　　半干法用于聚乙烯(PE)隔膜的制造，是近几年新近推出的方法。它也要使用造孔剂占位，然后使用蒸发的方法移除。无纺布法(Non-Woven)目前主要用于聚酯(PET)无纺布和陶瓷颗粒复合隔膜的制造。无纺布中必然存在的大孔给复合隔膜带来较高的短路风险。这一缺陷制约着无纺布隔膜的应用，需要工艺技术突破性的提升。

　　4、无纺布法

　　无纺布隔膜基材通常选用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，熔点高达225℃）和聚酰亚胺（PI，熔点超过500℃），耐热性优势明显。同时，由于其三维孔结构，可有效避免因针刺造成的短路现象，并提高保液率。

　　目前国内外企业在无纺布隔膜的研究应用和性能优化方面已经取得了很多成果，但尚未有大规模商业化应用于锂离子电池的成功案例。

　　锂电隔膜技术发展的趋势

　　动力电池的发展为隔膜的发展明确了方向并提出了具体的要求。动力电池的发展就是3个内容：提高能量密度、保证安全性、降低成本。单体比能量达到300Wh/kg以上、系统比能量力争达到260Wh/kg，成本降至1元/Wh以下。

　　相应地，对锂电隔膜提出的要求是2个方面：更高的安全性，更有利于电池发挥性能。从有利于锂电池性能发挥方面考虑，需要进一步优化隔膜的结构特性参数和一致性。比如厚度，孔隙率的合理取值，优化的孔径尺寸，优化的孔径分布等。另外，隔膜的一致性始终是规模化生产的核心问题。

　　锂电隔膜主要包括聚烯烃隔膜和无纺布隔膜。聚烯烃材料具有优异的力学性能、化学稳定性和相对廉价的特点，因此PE、PP等聚烯烃微孔膜在锂电池研究开发初期便得到广泛应用，并成为锂电隔膜的主流方向。