鐵鋰電池隔膜生產工藝,鋰電池隔膜生產工藝原理

來源：存能電氣  日期：2019-04-28 11:04  瀏覽量：次

　　鐵鋰電池隔膜生產工藝，鋰電池隔膜生產工藝原理。作為鋰電池四大核心材料之一，隔膜是決定鋰電池性能、安全性和成本的重要部分，鋰電池隔膜的生產工藝分為干法生產工藝和濕法生產工藝兩大類，干法生產工藝又細分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。

　　鐵鋰電池隔膜生產工藝

　　鐵鋰電池隔膜的生產工藝，主要分為干法拉伸與濕法拉伸。鋰電池隔膜需要具備的諸多特性，對其生產工藝提出了特殊的要求，而生產工藝包括原材料配方和快速配方調整、微孔制備技術、成套設備自主設計等工藝。

　　干法單向拉伸工藝是通過生產硬彈性纖維的方法，制備出低結晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，在高溫退火過程中，獲得高結晶度的薄膜。這種薄膜先在低溫下進行拉伸形成微缺陷，然后高溫下使缺陷拉開，形成微孔。目前中國三分之一以上產能使用干法雙拉工藝，產品在中低端市場占據較大比例。

　　濕法生產工藝，又稱相分離法或熱致相分離法，濕法工藝將液態烴或一些小分子物質與聚烯烴樹脂混合，加熱熔融后，形成均勻的混合物，然后降溫進行相分離，壓制得膜片，再將膜片加熱至接近熔點溫度，進行雙向拉伸使分子鏈取向，最后保溫一定時間，用易揮發物質洗脫殘留的溶劑，可制備出相互貫通的微孔膜材料。

　　濕法生產工藝，不僅可制備出相互貫通的微孔膜材料，而且生產出來的鋰電池隔膜具有較高的縱向和橫向強度。目前，濕法生產工藝主要用于生產單層的鋰電池隔膜。

　　鋰電池隔膜生產工藝原理

　　1、干法—先對聚烯烴樹脂進行熔融、擠壓和吹制操作，形成結晶性高分子薄膜，然后進行結晶化熱處理和退火操作，獲得高度取向的薄膜結構，然后在高溫中拉伸，測試結晶截面分離，形成多孔結構電池隔膜。干法工藝中還可以分為單向拉伸和雙向拉伸。

　　2、濕法—傳統濕法制備以相轉化法為主，近年以TIPS熱致相分離法為主。原理為將結晶性聚合物、熱塑性聚合物以及具有高沸點的小分子化學物稀釋劑(比如石蠟油)進行混合，在高溫下形成均相溶液，然后降低溶液溫度，使混合物發生固液相分離或者液液分離，將小分子化學物稀釋劑萃取脫除后，形成熱塑性與結晶性聚合物的多孔隔膜。

　　鋰電池隔膜濕法工藝的主要特點是成本高、投資大，對設備要求高，建設投產周期長，并且在生產過程中對能源消耗較大，且會使用有機溶劑。但是濕法工藝可以較好的控制孔徑大小、分布和孔隙率，所以一般用于制造高端薄膜。

　　干法工藝的原材料一般是PP，而濕法工藝的原材料一般則是PE。一般來說，PP的熔融溫度在170℃左右，PE的熔融溫度在140℃左右。因此濕法工藝生產的隔膜雖然厚度較薄，但是較低的熔融溫度使得隔膜在高溫下容易收縮，從而造成電池短路，電池的安全得不到保證。在隔膜表面涂覆一層無機納米顆?；蛘吣透邷氐挠袡C化學物可以提高隔膜的高溫安全性能，能夠很好的彌補濕法工藝的這個缺陷。

　　鋰電池隔膜干法單拉工藝流程

　　投料：將PE或PP及添加劑等原料按照配方預處理后，輸送至擠出系統。

　　流延：將預處理的原料在擠出系統中，經熔融塑化后從模頭擠出熔體，熔體經流延后形成特定結晶結構的基膜。

　　熱處理：將基膜經熱處理后得到硬彈性薄膜。

　　拉伸：將硬彈性薄膜進行冷拉伸和熱拉伸后形成納米微孔膜。

　　分切：將納米微孔膜根據客戶的規格要求裁切為成品膜。

　　濕法異步拉伸工藝流程

　　投料：將PE、成孔劑等原料按照配方進行預處理輸送至擠出系統。

　　流延：將預處理的原料在雙螺桿擠出系統中經熔融塑化后從模頭擠出熔體，熔體經流延后形成含成孔劑的流延厚片。

　　縱向拉伸：將流延厚片進行縱向拉伸。

　　橫向拉伸：將經縱向拉伸后的流延厚片橫向拉伸，得到含成孔劑的基膜。

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　　定型：將不含成孔劑的基膜經干燥、定型得到納米微孔膜。

　　分切：將納米微孔膜根據客戶的規格要求裁切為成品膜。

　　隔膜產品的性能受基體材料和制作工藝共同影響。隔膜的穩定性、一致性、安全性對于鋰電池的放電倍率、能量密度、循環壽命、安全性有著決定性影響。。從產品力的角度來說濕法隔膜綜合性能強于干法隔膜。