介紹鋰電池隔膜生產工藝
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-26 08:30
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鋰電池隔膜生產工藝復雜，鋰電池隔膜具有的諸多特性以及其性能指標的難以兼顧決定了其生產工藝技術壁壘高、研發(fā)難度大。根據微孔成孔機理的區(qū)別可以將隔膜工藝分為干法與濕法兩種。
鋰電池隔膜具有的諸多特性以及其性能指標的難以兼顧決定了其生產工藝技術壁壘高、研發(fā)難度大。隔膜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諸多工藝。其中，微孔制備技術是鋰電池隔膜制備工藝的核心，根據微孔成孔機理的區(qū)別可以將隔膜工藝分為干法與濕法兩種。
一、干法隔膜工藝
干法隔膜工藝是鋰電池隔膜制備過程中最常采用的方法，該工藝是將高分子聚合物、添加劑等原料混合形成均勻熔體，擠出時在拉伸應力下形成片晶結構，熱處理片晶結構獲得硬彈性的聚合物薄膜，之后在一定的溫度下拉伸形成狹縫狀微孔，熱定型后制得微孔膜。目前干法工藝主要包括干法單向拉伸和雙向拉伸兩種工藝。
干法單拉
干法單拉是使用流動性好、分子量低的聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）聚合物，利用硬彈性纖維的制造原理，先制備出高取向度、低結晶的聚烯烴鑄片，低溫拉伸形成銀紋等微缺陷后，采用高溫退火使缺陷拉開，進而獲得孔徑均一、單軸取向的微孔薄膜。
干法雙拉
據了解，干法雙拉工藝是中科院化學研究所開發(fā)的具有自主知識產權的工藝，也是中國特有的隔膜制造工藝。由于PP的β晶型為六方晶系，單晶成核、晶片排列疏松，擁有沿徑向生長成發(fā)散式束狀的片晶結構的同時不具有完整的球晶結構，在熱和應力作用下會轉變?yōu)楦又旅芎头€(wěn)定的α晶，在吸收大量沖擊能后將會在材料內部產生孔洞。該工藝通過在PP中加入具有成核作用的β晶型改性劑，利用PP不同相態(tài)間密度的差異，在拉伸過程中發(fā)生晶型轉變形成微孔。
二、濕法隔膜工藝
濕法工藝是利用熱致相分離的原理，將增塑劑與聚烯烴樹脂混合，利用熔融混合物降溫過程中發(fā)生固-液相或液-液相分離的現象，壓制膜片，加熱至接近熔點溫度后拉伸使分子鏈取向一致，保溫一定時間后用易揮發(fā)溶劑將增塑劑從薄膜中萃取出來，進而制得的相互貫通的亞微米尺寸微孔膜材料。
濕法工藝適合生產較薄的單層PE隔膜，是一種鋰電池隔膜產品厚度均勻性更好、理化性能及力學性能更好的制備工藝。根據拉伸時取向是否同時，濕法工藝也可以分為濕法雙向異步拉伸工藝以及雙向同步拉伸工藝兩種。
濕法同步拉伸工藝
濕法同步拉伸技術工藝流程與異步拉伸技術基本相同，只是拉伸時可在橫、縱兩個方向同時取向，免除了單獨進行縱向拉伸的過程，增強了隔膜厚度均勻性。但同步拉伸存在的問題第一是車速慢，第二是可調性略差，只有橫向拉伸比可調，縱向拉伸比則是固定的。
相比于干法隔膜，濕法隔膜在厚度均勻性、力學性能（拉伸強度、抗穿刺強度）、透氣性能、理化性能（潤濕性、化學穩(wěn)定性、安全性）等材料性質方面均更為優(yōu)良，有利于電解液的吸液保液并改善鋰電池的充放電及循環(huán)能力，適合做高容量電池。從產品力的角度來說濕法隔膜綜合性能強于干法隔膜。濕法涂覆是鋰電池隔膜發(fā)展方向。
