鐵鋰離子電池隔膜生產(chǎn)工藝

鐵鋰離子電池隔膜的生產(chǎn)工藝，重要分為干法拉伸與濕法拉伸。鋰離子電池隔膜要具備的諸多特性，對其生產(chǎn)工藝提出了特殊的要求，而生產(chǎn)工藝包括原材料配方和快速配方調(diào)整、微孔制備技術(shù)、成套設(shè)備自主設(shè)計等工藝。

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。目前我國三分之一以上產(chǎn)量使用干法雙拉工藝，產(chǎn)品在中低端市場占據(jù)較大比例。

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。

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鋰離子電池隔膜生產(chǎn)工藝原理

1、干法先對聚烯烴樹脂進(jìn)行熔融、擠壓和吹制操作，形成結(jié)晶性高分子薄膜，然后進(jìn)行結(jié)晶化熱處理和退火操作，獲得高度取向的薄膜結(jié)構(gòu)，然后在高溫中拉伸，測試結(jié)晶截面分離，形成多孔結(jié)構(gòu)電池隔膜。干法工藝中還可以分為單向拉伸和雙向拉伸。

2、濕法傳統(tǒng)濕法制備以相轉(zhuǎn)化法為主，近年以TIPS熱致相分離法為主。原理為將結(jié)晶性聚合物、熱塑性聚合物以及具有高沸點的小分子化學(xué)物稀釋劑(比如石蠟油)進(jìn)行混合，在高溫下形成均相溶液，然后降低溶液溫度，使混合物發(fā)生固液相分離或者液液分離，將小分子化學(xué)物稀釋劑萃取脫除后，形成熱塑性與結(jié)晶性聚合物的多孔隔膜。

鋰離子電池隔膜濕法工藝的重要特點是成本高、投資大，對設(shè)備要求高，建設(shè)投產(chǎn)周期長，并且在生產(chǎn)過程中對能源消耗較大，且會使用有機(jī)溶劑。但是濕法工藝可以較好的控制孔徑大小、分布和孔隙率，所以一般用于制造高端薄膜。

干法工藝的原材料一般是PP，而濕法工藝的原材料一般則是PE。一般來說，PP的熔融溫度在170℃左右，PE的熔融溫度在140℃左右。因此濕法工藝生產(chǎn)的隔膜雖然厚度較薄，但是較低的熔融溫度使得隔膜在高溫下容易收縮，從而造成電池短路，電池的安全得不到保證。