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鋰電隔膜濕法生產(chǎn)工藝和干法生產(chǎn)工藝的優(yōu)勢介紹

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年10月29日  

在濕法隔膜領域,目前國內(nèi)還處于進口替代的前期。在干法隔膜領域,白皮書認為目前干法隔膜基本相對成熟,競爭情況相對濕法而言更為激烈,且基本能完全替代進口隔膜,面對著價格下行的壓力。


濕法生產(chǎn)工藝將液態(tài)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(fā)物質洗脫殘留的溶劑,可制備出相互貫通的微孔膜材料。


干法鋰離子電池工藝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(chǎn)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,再高溫退火獲得高結晶度的取向薄膜。這種薄膜先在低溫下進行拉伸形成微缺陷,然后在高溫下使缺陷拉開,形成微孔。


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(tài)間密度的差異,在拉伸過程中發(fā)生晶型轉變形成微孔,用于生產(chǎn)單層PP膜。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。應用范圍:大型鋰離子動力鋰電池。


電池隔膜技術目前已經(jīng)成熟,無論是干法還是濕法制造的電池隔膜。


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、成套設備自主設計等工藝。


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(chǎn)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。


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。應用范圍:大型鋰離子動力鋰電池


鋰離子電池濕法生產(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(fā)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(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度。目前,濕法生產(chǎn)工藝重要用于生產(chǎn)單層的鋰電隔膜。應用范圍:高性能鋰離子電池等。


在物理性能和機械性能方面,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。


干法成型工藝要經(jīng)過熔融擠出→高倍拉伸→冷卻→熱處理→拉伸→熱定型→分切一收卷等步驟,模溫機在熔融擠出過程控制擠出溫度,保證物料的可流動性。冷水機在冷卻階段給冷卻輥降溫,模溫機在熱處理階段進行加熱。


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(fā)物質洗脫殘留的溶劑。


總的來說,鋰離子電池隔膜技術目前已經(jīng)成熟,無論是干法還是濕法制造的電池隔膜。但干法不要萃取這個步驟,成本比濕法低,穩(wěn)定性較差比濕法好。


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