動力鐵鋰電池隔膜制備工藝有哪些
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-03-03 10:20
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動力鐵鋰電池隔膜制備工藝：干法和濕法
動力鐵鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝分為干法生產(chǎn)工藝和濕法生產(chǎn)工藝兩大類，干法生產(chǎn)工藝又細(xì)分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。鋰離子電池隔膜需要具備的諸多特性，對其生產(chǎn)工藝提出了特殊的要求，而生產(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)等工藝。
鐵鋰電池隔膜干法工藝
干法可細(xì)分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。干法單向拉伸工藝是通過生產(chǎn)硬彈性纖維的方法，制備出低結(jié)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(jié)晶度的薄膜。這種薄膜先在低溫下進(jìn)行拉伸形成微缺陷，然后高溫下使缺陷拉開，形成微孔。
干法雙向拉伸工藝，通過在聚丙烯中加入具有成核作用的β晶型改進(jìn)劑，利用聚丙烯不同相態(tài)間密度的差異，在拉伸過程中，使聚丙烯從晶型轉(zhuǎn)變形成微孔。目前中國三分之一以上產(chǎn)能使用干法雙拉工藝，產(chǎn)品在中低端市場占據(jù)較大比例。應(yīng)用范圍：大型鋰離子動力電池（電動汽車、電動摩托車、電動工具、大型儲能設(shè)備、軍工用大型電池）
鐵鋰電池隔膜濕法生產(chǎn)工藝
濕法生產(chǎn)工藝，又稱相分離法或熱致相分離法，濕法工藝將液態(tài)烴或一些小分子物質(zhì)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(jìn)行相分離，壓制得膜片，再將膜片加熱至接近熔點(diǎn)溫度，進(jìn)行雙向拉伸使分子鏈取向，最后保溫一定時(shí)間，用易揮發(fā)物質(zhì)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(chǎn)工藝，不僅可制備出相互貫通的微孔膜材料，而且生產(chǎn)出來的動力鐵鋰電池隔膜具有較高的縱向和橫向強(qiáng)度。目前，濕法生產(chǎn)工藝主要用于生產(chǎn)單層的鋰電池隔膜。應(yīng)用范圍：高性能鋰離子電池等。
在物理性能和機(jī)械性能方面，干法單向拉伸工藝生產(chǎn)的隔膜更具有優(yōu)勢。然而，采用濕法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出來的鋰電池隔膜具有較高的孔隙率和良好的透氣性，可以滿足動力電池的大電流充放的要求。相反，由于濕法生產(chǎn)工藝采用聚乙烯基材，聚乙烯基材的熔點(diǎn)只有140℃，所以，與采用干法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的鋰電池隔膜相比，采用濕法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的鋰電池隔膜的熱穩(wěn)定性較差。
鋰電池隔膜濕法工藝能否替代干法工藝？
作為鋰電池四大核心組成材料之一的隔膜，在鋰電池的成本占比為10%-14%，毛利率高達(dá)50%-60%。隔膜的性能極大地影響了鋰電池的界面結(jié)構(gòu)和內(nèi)阻，進(jìn)而影響了電池的容量、充放電電流密度、循環(huán)性能等關(guān)鍵特性。
目前，根據(jù)微孔成孔機(jī)理的區(qū)別可以將隔膜生產(chǎn)工藝分為干法與濕法兩種，兩者具有不同的特點(diǎn)。干法拉伸工藝簡單環(huán)保、生產(chǎn)率高但容量保持和安全可靠性低。濕法工藝制得微孔尺寸小且均勻，力學(xué)性能和產(chǎn)品均一性更好，適合做高容量電池，但不環(huán)保。濕法工藝隔膜的產(chǎn)量增速較快，業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為干法工藝將和濕法工藝長期并存。
