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
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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