鉅大LARGE | 點擊量：808次 | 2022年05月06日
鐵鋰離子電池隔膜干法和濕法生產工藝分析
鐵鋰離子電池隔膜的生產工藝包括：原材料配方、成套設備自主設計、微孔制備技術等。其中，鋰離子電池隔膜制備工藝的核心是微孔制備技術，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。
1、鐵鋰離子電池隔膜干法生產工藝
鐵鋰離子電池隔膜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。
干法雙向拉伸工藝是我國科學院化學研究所在20世紀90年代初開發出的具有自主知識產權的工藝。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。
2、濕法生產工藝
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
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。
從理論上分析，干法雙向拉伸工藝生產的隔膜經過雙向拉伸，在縱向拉伸強度相差不大的情況下，橫向拉伸強度要明顯高于干法單向拉伸工藝生產的隔膜。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鐵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。
干法單向拉伸工藝其優點是工藝相對簡單，附加值高，無環境污染。但低溫拉伸時容易導致隔膜穿孔，產品不能做到很薄。
濕法工藝制得微孔尺寸小且均勻但不環保。濕法工藝制模過程容易調控，制得的隔膜雙向拉伸強度高，穿刺強度大，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。該產品可以做到很薄，力學性能和產品均一性更好，適合做高容量電池，重要應用在高端手機、筆記本電腦、3C電子產品等領域。
該種隔膜的高孔隙率和透氣率使電池具有更高的能量密度和更好的充放電性能，可以滿足動力鋰電池的大電流充放電，在動力鋰電池市場重要被國內知名鋰離子電池廠商采用。但濕法工藝要大量的溶劑，易造成環境污染;與干法工藝相比設備復雜、投資較大、周期長、成本高、能耗大。
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