鐵鋰電池隔膜干法與濕法生產(chǎn)工藝分析
來源：寶鄂實業(yè)
2020-03-04 10:13
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鐵鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝包括：原材料配方、成套設備自主設計、微孔制備技術(shù)等。其中，鋰電池隔膜制備工藝的核心是微孔制備技術(shù)，根據(jù)微孔成孔機理的區(qū)別，可以將隔膜生產(chǎn)工藝分為干法與濕法兩種。
1、鐵鋰電池隔膜干法生產(chǎn)工藝
鐵鋰電池隔膜干法可細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。
干法雙向拉伸工藝是中國科學院化學研究所在20世紀90年代初開發(fā)出的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工藝。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。
2、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(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)出來的鐵鋰電池隔膜具有較高的縱向和橫向強度。目前，濕法生產(chǎn)工藝主要用于生產(chǎn)單層的鋰電池隔膜。
從理論上分析，干法雙向拉伸工藝生產(chǎn)的隔膜經(jīng)過雙向拉伸，在縱向拉伸強度相差不大的情況下，橫向拉伸強度要明顯高于干法單向拉伸工藝生產(chǎn)的隔膜。在物理性能和機械性能方面，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)出來的鐵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，聚乙烯基材的熔點只有140℃，所以，與采用干法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的鐵鋰電池隔膜相比，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。
干法單向拉伸工藝其優(yōu)點是工藝相對簡單，附加值高，無環(huán)境污染。但低溫拉伸時容易導致隔膜穿孔，產(chǎn)品不能做到很薄。
濕法工藝制得微孔尺寸小且均勻但不環(huán)保。濕法工藝制模過程容易調(diào)控，制得的隔膜雙向拉伸強度高，穿刺強度大，正常的工藝流程不會造成穿孔，微孔尺寸比較小且分布均勻。該產(chǎn)品可以做到很薄，力學性能和產(chǎn)品均一性更好，適合做高容量電池，主要應用在高端手機、筆記本電腦、3C電子產(chǎn)品等領域。
該種隔膜的高孔隙率和透氣率使電池具有更高的能量密度和更好的充放電性能，可以滿足動力電池的大電流充放電，在動力電池市場主要被國內(nèi)知名鋰電池廠商采用。但濕法工藝需要大量的溶劑，易造成環(huán)境污染;與干法工藝相比設備復雜、投資較大、周期長、成本高、能耗大。
