高性能锂离子电池隔膜生产工艺讲解
来源：宝鄂实业
2019-12-25 17:33
点击量：次
高性能锂离子电池隔膜生产工艺复杂。在我们的生活中，很多时候，都会使用高性能的锂离子电池，膜产品的性能受到基体材料和制造技术的影响。隔膜的稳定性、一致性和安全性对锂离子电池的放电速率、能量密度、循环寿命和安全性有决定性的影响。
锂离子电池分离器。JPG
高性能锂离子电池隔膜生产工艺复杂
锂离子电池是现代高性能电池的代表，它由正极材料、负极材料、隔膜和电解质四部分组成。其中隔膜是一种具有微孔结构的薄膜，是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内构件。薄膜中的微孔允许锂离子通过，形成一个充放电电路。
高性能锂电池需要隔膜厚度均匀性、优异的机械性能(包括抗拉强度和耐穿刺性)、透气性、物理化学性能(包括润湿性、化学稳定性、热稳定性、安全性)。据了解，隔膜的好坏直接影响到锂电池的容量、循环容量和安全性能等特性，隔膜的优异性能对提高电池的综合性能具有重要作用。
锂电池隔膜具有许多特性，其性能指标难以考虑，这决定了其生产技术壁垒高，研发困难。隔膜生产工艺包括原料配方和快速配方调整、微孔制备工艺、成套设备自主设计等诸多工序。其中，微孔制备技术是锂电池隔膜制备技术的核心。根据微孔形成机理的不同，膜技术可分为干法和湿法两种。
锂离子电池分离器的工艺原理
锂离子电池隔膜的生产工艺主要分为干法工艺和湿法工艺。干法和湿法的主要步骤和原理如下:
1. 干燥法:首先将聚烯烃树脂熔化、挤压、吹制成结晶聚合物膜。然后，进行结晶热处理和退火操作以获得高度定向的膜结构。干燥过程也可分为单向拉伸和双向拉伸。
2. 湿法——传统湿法主要采用相位转换法，而TIPS热诱导相分离法是近年来主要采用的方法。结晶聚合物的原理,热塑性聚合物和小分子化学物质沸点高的稀释剂混合物(如石蜡油),形成一个齐次解在高温,然后降低溶液温度、固液分离或液体的混合液体分离,提取小分子化学物质的稀释剂去除后,形成热塑性和结晶聚合物多孔膜。
湿法工艺的主要特点是成本高、投资大、设备要求高、施工周期长、生产周期长，且在生产过程中能耗大，且使用有机溶剂。然而，湿法可以更好地控制孔径、分布和孔隙率，因此通常用于制造高端薄膜。
锂离子电池由于具有较高的能量密度，被认为是最有前途的储能方法之一。他们已经在电动汽车领域商业化了。继续提高锂离子电池的能量密度仍是研究者们不懈的追求。目前，锂离子电池的容量主要取决于阴极材料的容量。寻找高放电容量和稳定性的阴极材料是提高锂离子电池能量密度的关键。
在锂电池结构中，电池隔板是关键的内部元件之一，是一种高附加值、高技术壁垒的材料，约占锂电池成本的20%-30%。隔膜的质量决定了电池的界面结构和内阻，直接影响电池的容量、循环和安全性能。性能优良的隔膜对提高电池的综合性能起着重要的作用。
