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动力铁锂电池隔膜制备工艺:干法和湿法

来源:九游app手机版  日期:2019-05-15 09:12  浏览量:

  动力铁锂电池隔膜制备工艺:干法和湿法。熟悉动力铁锂电池结构原理的人都知道,锂电池中的隔膜对于性能的优劣起到了至关重要的作用,但锂电池隔膜的生产工艺有多种且非常复杂,干法和湿法制造,哪种工艺更加成熟?本文九游app手机版小编就来详细聊聊。

  动力铁锂电池隔膜制备工艺:干法和湿法

  动力铁锂电池隔膜的生产工艺分为干法生产工艺和湿法生产工艺两大类,干法生产工艺又细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。锂离子电池隔膜需要具备的诸多特性,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。

铁锂电池隔膜.jpg

  铁锂电池隔膜干法工艺

  干法可细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。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。

  干法双向拉伸工艺,通过在聚丙烯中加入具有成核作用的β晶型改进剂,利用聚丙烯不同相态间密度的差异,在拉伸过程中,使聚丙烯从晶型转变形成微孔。目前中国三分之一以上产能使用干法双拉工艺,产品在中低端市场占据较大比例。应用范围:大型锂离子动力电池(电动汽车、电动摩托车、电动工具、大型储能设备、军工用大型电池)

  铁锂电池隔膜湿法生产工艺

  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,最后保温一定时间,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,而且生产出来的动力铁锂电池隔膜具有较高的纵向和横向强度。目前,湿法生产工艺主要用于生产单层的锂电池隔膜。应用范围:高性能锂离子电池等。

  在物理性能和机械性能方面,干法单向拉伸工艺生产的隔膜更具有优势。然而,采用湿法生产工艺生产出来的锂电池隔膜具有较高的孔隙率和良好的透气性,可以满足动力电池的大电流充放的要求。相反,由于湿法生产工艺采用聚乙烯基材,聚乙烯基材的熔点只有140℃,所以,与采用干法生产工艺生产的锂电池隔膜相比,采用湿法生产工艺生产的锂电池隔膜的热稳定性较差。

  锂电池隔膜湿法工艺能否替代干法工艺?

  作为锂电池四大核心组成材料之一的隔膜,在锂电池的成本占比为10%-14%,毛利率高达50%-60%。隔膜的性能极大地影响了锂电池的界面结构和内阻,进而影响了电池的容量、充放电电流密度、循环性能等关键特性。

  目前,根据微孔成孔机理的区别可以将隔膜生产工艺分为干法与湿法两种,两者具有不同的特点。干法拉伸工艺简单环保、生产率高但容量保持和安全可靠性低。湿法工艺制得微孔尺寸小且均匀,力学性能和产品均一性更好,适合做高容量电池,但不环保。湿法工艺隔膜的产量增速较快,业内专家认为干法工艺将和湿法工艺长期并存。

  从工艺技术进展来看,目前,我国锂离子电池隔膜在干法工艺上已经取得重大突破,具备国际一流的制造水平,湿法隔膜工艺技术也不断提升,近年来产能产量均稳步增长。而随着湿法工艺技术的不断发展,我国锂电池隔膜行业竞争格局也发生了一些变化。

  从目前市场的应用来看,从全球锂电池企业的选择来看,干法隔膜和湿法隔膜并存。铁锂电池隔膜技术目前已经成熟,无论是干法还是湿法制造的电池隔膜,都能很好地满足不同领域产品的需求。

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