分析鋰電池隔膜技術(shù)難點(diǎn)與鋰電池隔膜生產(chǎn)工藝
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-18 07:17
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隔膜在鋰電池中起著防止正、負(fù)極短路的作用，并在鋰電池充放電過程中提供鋰離子運(yùn)輸通道。簡而言之，隔膜就是一層多孔的塑料薄膜。但它直接影響了電池的容量、循環(huán)性能以及安全性能。在鋰電池的部件中它是技術(shù)含量最高的，占鋰電池成本的20%～30%。而目前我國80%的鋰電池隔膜依靠進(jìn)口。
鋰電隔膜技術(shù)難點(diǎn)有哪些？
國內(nèi)許多企業(yè)都在嘗試突破國外技術(shù)壁壘，開發(fā)鋰電隔膜，但難度較大。難度主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：
一是傳統(tǒng)制備隔膜工藝的相關(guān)專利基本被美國和日本的少數(shù)企業(yè)所壟斷，我國在生產(chǎn)技術(shù)方面缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán);
二是國內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)鋰電隔膜的關(guān)鍵技術(shù)方面特別是產(chǎn)業(yè)化技術(shù)方面較為欠缺，很多企業(yè)在小試時(shí)往往能夠拿出較好的樣品，但大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品的一致性較差;
三是我國在新工藝、新方法的研究方面與國際同步，但新的工藝往往對(duì)設(shè)備和工藝過程控制要求較高，我國的精密加工設(shè)備基礎(chǔ)比較薄弱，限制了產(chǎn)業(yè)化。
盡管難度大，但是國產(chǎn)鋰電隔膜已經(jīng)開始起步?，F(xiàn)在國內(nèi)一些企業(yè)在國產(chǎn)化方面已取得了一些技術(shù)突破，如深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司、佛山市金輝高科光電材料有限公司、河南新鄉(xiāng)格瑞恩新能源材料股份有限公司等，這些公司都已生產(chǎn)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鋰電池隔膜，但目前大多是供應(yīng)中、低端市場(chǎng)，還需要膜技術(shù)的進(jìn)一步成熟。
隔膜的高技術(shù)壁壘在整個(gè)動(dòng)力鋰電池原材料中相對(duì)較高，核心技術(shù)被日本、美國等一些國家的企業(yè)壟斷，導(dǎo)致我國隔膜生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的隔膜質(zhì)量對(duì)比國際水平仍存在較大差距。
鋰電隔膜生產(chǎn)工藝
目前，鋰電池隔膜的生產(chǎn)方法主要有兩種：干法（熔融拉伸法）和濕法（熱致相分離法）。干法膜主要生產(chǎn)PP膜，工藝經(jīng)歷幾十年發(fā)展，較為成熟，具體分為單向拉伸和雙向拉伸，我國目前常用方法為單向拉伸。濕法為最近幾年才興起的技術(shù)，主要生產(chǎn)PE膜。
干法工藝主要是將聚烯烴樹脂熔融，擠出制成結(jié)晶性聚合物薄膜，結(jié)晶化后獲得高結(jié)晶度結(jié)構(gòu)，隨后在高溫下拉伸，將結(jié)晶結(jié)構(gòu)剝離，形成多孔薄膜。該方法設(shè)備成熟、流程相對(duì)簡單、生產(chǎn)無污染。濕法工藝主要是將液態(tài)烴或一些高沸點(diǎn)小分子物質(zhì)與聚烯烴樹脂混合后熔融，經(jīng)擠出、流延、雙向拉伸、萃取等工藝制備出相互貫通的微孔膜。
可以看到，鋰電濕法膜相對(duì)于干法膜而言，其工藝流程更加復(fù)雜，因此也更適用于大功率、高容量電池。補(bǔ)貼門檻的提高、消費(fèi)者對(duì)于高續(xù)航里程電動(dòng)車的需求以及對(duì)安全性能的要求又直接提高了對(duì)電池容量、功率的要求，從而為濕法膜市場(chǎng)帶來更多機(jī)會(huì)。
鋰電池隔膜生產(chǎn)工藝復(fù)雜、技術(shù)壁壘高。隔膜生產(chǎn)工藝包括原材料配方和快速配方調(diào)整、微孔制備技術(shù)、成套設(shè)備自主設(shè)計(jì)等諸多工藝。其中，微孔制備技術(shù)是鋰電池隔膜制備工藝的核心，根據(jù)微孔成孔機(jī)理的區(qū)別可以將隔膜工藝分為干法與濕法兩種。
