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简介铁锂离子电池隔膜生产工艺与原理
简介铁锂离子电池隔膜生产工艺与原理
  • 发布时间:2021-02-05 17:20

简介铁锂离子电池隔膜生产工艺与原理

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铁锂离子电池隔膜生产工艺


铁锂离子电池隔膜的生产工艺,重要分为干法拉伸与湿法拉伸。锂离子电池隔膜要具备的诸多特性,对其生产工艺提出了特殊的要求,而生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计等工艺。


干法单向拉伸工艺是通过生产硬弹性纤维的方法,制备出低结晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜,在高温退火过程中,获得高结晶度的薄膜。这种薄膜先在低温下进行拉伸形成微缺陷,然后高温下使缺陷拉开,形成微孔。目前我国三分之一以上产量使用干法双拉工艺,产品在中低端市场占据较大比例。


湿法生产工艺,又称相分离法或热致相分离法,湿法工艺将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合,加热熔融后,形成均匀的混合物,然后降温进行相分离,压制得膜片,再将膜片加热至接近熔点温度,进行双向拉伸使分子链取向,最后保温一按时间,用易挥发物质洗脱残留的溶剂,可制备出相互贯通的微孔膜材料。


湿法生产工艺,不仅可制备出相互贯通的微孔膜材料,而且生产出来的锂离子电池隔膜具有较高的纵向和横向强度。目前,湿法生产工艺重要用于生产单层的锂离子电池隔膜。


锂离子电池隔膜生产工艺原理


1、干法先对聚烯烃树脂进行熔融、挤压和吹制操作,形成结晶性高分子薄膜,然后进行结晶化热处理和退火操作,获得高度取向的薄膜结构,然后在高温中拉伸,测试结晶截面分离,形成多孔结构电池隔膜。干法工艺中还可以分为单向拉伸和双向拉伸。


2、湿法传统湿法制备以相转化法为主,近年以TIPS热致相分离法为主。原理为将结晶性聚合物、热塑性聚合物以及具有高沸点的小分子化学物稀释剂(比如石蜡油)进行混合,在高温下形成均相溶液,然后降低溶液温度,使混合物发生固液相分离或者液液分离,将小分子化学物稀释剂萃取脱除后,形成热塑性与结晶性聚合物的多孔隔膜。


锂离子电池隔膜湿法工艺的重要特点是成本高、投资大,对设备要求高,建设投产周期长,并且在生产过程中对能源消耗较大,且会使用有机溶剂。但是湿法工艺可以较好的控制孔径大小、分布和孔隙率,所以一般用于制造高端薄膜。


干法工艺的原材料一般是PP,而湿法工艺的原材料一般则是PE。一般来说,PP的熔融温度在170℃左右,PE的熔融温度在140℃左右。因此湿法工艺生产的隔膜虽然厚度较薄,但是较低的熔融温度使得隔膜在高温下容易收缩,从而造成电池短路,电池的安全得不到保证。


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