鋰電池隔膜的生產工藝


鋰電池隔膜是電池關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了鋰電池的界面結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性,性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。通俗點的描述就是一層多孔的塑料膜,是鋰電材料中技術壁壘最高的一種高附加值材料,約占鋰電池成本的20%-30%,毛利率可高達60%一70%。隔膜價格居高不下的主要原因是一些制作隔膜的關鍵技術被日本和美國所壟斷,國產隔膜特別是高端隔膜的指標還未達到國外產品的水平。隔膜技術難點在于造孔的工程技術以及基體材料。其中造孔的工程技術包括隔膜造孔工藝、生產設備以及產品穩定性。基體材料包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加劑。
鋰電池(chi)隔膜生產工藝有干(gan)法和濕法兩種。
鋰電池(chi)隔膜的干法生(sheng)產工藝(yi)分單向(xiang)拉伸(shen)和(he)雙向(xiang)拉伸(shen):
單向(xiang)拉伸采用晶片分離(li)的工藝原(yuan)理,它的設備(bei)復雜,精(jing)度(du)要求高,投資大,工藝復雜、控制難度(du)高、環境友好。隔(ge)膜(mo)質量上微孔(kong)尺寸、分布均(jun)勻、微孔(kong)導通(tong)性好、能(neng)(neng)生產(chan)不同厚度(du)的產(chan)品,能(neng)(neng)生產(chan)PP、PE產(chan)品和三(san)層復合產(chan)品,但(dan)是橫向(xiang)韌度(du)稍差。
美國Celgard公司擁有(you)干法(fa)單向拉(la)伸(shen)工藝的一系列專(zhuan)利,日本(ben)JBE公司是購買了Celgard的相關(guan)專(zhuan)利使用權。
雙向拉伸采用晶型轉換(huan)原理(li)(li),它的設備復雜、投(tou)資較大,一般需成孔(kong)(kong)劑(ji)等添加劑(ji)輔助成孔(kong)(kong)。隔膜質量上微孔(kong)(kong)尺(chi)寸、分(fen)布均勻(yun),穩定(ding)性差(cha),現只能生產較厚規格PP膜。但是物理(li)(li)性能和機械(xie)性能優于單(dan)向拉伸。
這(zhe)是中國科學院化(hua)學研究所在20世紀90年代初開發(fa)出(chu)的(de)具有自主知識產權(quan)的(de)工藝(CN1062357)。
鋰電池隔膜的濕法生產工藝(yi)
設(she)備復(fu)雜、投資較大(da)、周期長、工藝復(fu)雜、成(cheng)本(ben)高(gao)、能(neng)耗大(da)。但是微孔(kong)尺寸、分(fen)布均勻,適宜生產(chan)(chan)較薄產(chan)(chan)品,只能(neng)生產(chan)(chan)單層(ceng)PE膜。在產(chan)(chan)品質量上有(you)更(geng)高(gao)的乳隙率和(he)更(geng)好的透氣性(xing),可以(yi)滿(man)足大(da)電(dian)流充放電(dian)要求。

 




