鉅大LARGE | 點擊量:746次 | 2021年02月10日
動力鐵鋰離子電池隔膜制備工藝有什么
動力鐵鋰離子電池隔膜制備工藝:干法和濕法
動力鐵鋰離子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。鋰離子電池隔膜要具備的諸多特性,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。
鐵鋰離子電池隔膜干法工藝
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。
干法雙向拉伸工藝,通過在聚丙烯中加入具有成核用途的β晶型改進劑,利用聚丙烯不同相態間密度的差異,在拉伸過程中,使聚丙烯從晶型轉變形成微孔。目前我國三分之一以上產量使用干法雙拉工藝,產品在中低端市場占據較大比例。應用范圍:大型鋰離子動力鋰電池(電動汽車、電動摩托車、電動工具、大型儲能設備、特種用大型電池)
鐵鋰離子電池隔膜濕法生產工藝
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,最后保溫一按時間,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,而且生產出來的動力鐵鋰離子電池隔膜具有較高的縱向和橫向強度。目前,濕法生產工藝重要用于生產單層的鋰離子電池隔膜。應用范圍:高性能鋰離子電池等。
在物理性能和機械性能方面,干法單向拉伸工藝生產的隔膜更具有優勢。然而,采用濕法生產工藝生產出來的鋰離子電池隔膜具有較高的孔隙率和良好的透氣性,可以滿足動力鋰電池的大電流充放的要求。相反,由于濕法生產工藝采用聚乙烯基材,聚乙烯基材的熔點只有140℃,所以,與采用干法生產工藝生產的鋰離子電池隔膜相比,采用濕法生產工藝生產的鋰離子電池隔膜的熱穩定性較差。
鋰離子電池隔膜濕法工藝能否替代干法工藝?
作為鋰離子電池四大核心組成材料之一的隔膜,在鋰離子電池的成本占比為10%-14%,毛利率高達50%-60%。隔膜的性能極大地影響了鋰離子電池的界面結構和內阻,進而影響了電池的容量、充放電電流密度、循環性能等關鍵特性。
目前,根據微孔成孔機理的差別可以將隔膜生產工藝分為干法與濕法兩種,兩者具有不同的特點。干法拉伸工藝簡單環保、生產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,力學性能和產品均一性更好,適合做高容量電池,但不環保。濕法工藝隔膜的產量增速較快,業內專家認為干法工藝將和濕法工藝長期并存。