鐵鋰離子電池隔膜干法和濕法生產(chǎn)工藝的比較

鐵鋰離子電池隔膜的生產(chǎn)工藝包括：原材料配方、成套設(shè)備自主設(shè)計、微孔制備技術(shù)等。其中，鋰離子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(jī)理的差別，可以將隔膜生產(chǎn)工藝分為干法與濕法兩種。

1、鐵鋰離子電池隔膜干法生產(chǎn)工藝

鐵鋰離子電池隔膜干法可細(xì)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(jìn)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我國科學(xué)院化學(xué)研究所在20世紀(jì)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用途的β晶型改進(jìn)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(jìn)行相分離，壓制得膜片，再將膜片加熱至接近熔點溫度，進(jìn)行雙向拉伸使分子鏈取向，最后保溫一按時間，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)出來的鐵鋰離子電池隔膜具有較高的縱向和橫向強(qiáng)度。目前，濕法生產(chǎn)工藝重要用于生產(chǎn)單層的鋰離子電池隔膜。

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(qiáng)度相差不大的情況下，橫向拉伸強(qiáng)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(jī)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(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)的鐵鋰離子電池隔膜相比，采用濕法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的鋰離子電池隔膜的熱穩(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(dǎo)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(qiáng)度高，穿刺強(qiáng)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(xué)性能和產(chǎn)品均一性更好，適合做高容量電池，重要應(yīng)用在高端手機(jī)、筆記本電腦、3C電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。