13861817215 锂电池隔膜生产技术现状与研究进展_
隔膜材料并同时提高隔膜的性能和安全性是高性能锂电池对隔膜的新要求。1. 锂电池隔膜现状, 目前市场化的锂离子电池隔膜主要有干法单向拉伸隔膜、干法双向拉伸隔膜、湿法隔膜和3层PP/PE/PP复合隔膜，这几种隔膜的主要区别在于微孔的成孔机理不同。2. 干法隔膜, 干法隔膜工艺是隔膜制备过程中最常采用的方法，该工艺是将高分子聚合物和添加剂原料混合形成均匀的熔体，挤出时在拉伸应力下形成片晶结构，然后片晶结构经过热处理得到硬弹性的聚合物膜，在一定的温度下拉伸形成狭缝状微孔，热定型后制得微孔膜。目前主要包括干法单向拉伸和双向拉伸两种工艺。 干法单向拉伸工艺使用流动性好、分子量低的聚乙烯或聚丙烯聚合物，采用类似生产弹性纤维的方法，先制备出低结晶度高取向的聚乙烯或聚丙烯铸片，在低温下进行拉伸形成银纹等微缺陷，再在高温下退火使缺陷拉开，获得高结晶度的取向微孔薄膜 。
锂电池隔膜工艺选用聚乙烯或聚丙烯为原材料，成本相对较低；生产控制难度高，精度要求高；使用的设备复杂，投资较高；生产过程不使用溶剂，工艺环境友好无污染。利用该工艺生产的隔膜具有扁长的微孔结构；由于只进行纵向拉伸，横向受热过程中几乎没有热收缩；微孔尺寸分布均匀；微孔导通性好；能生产不同厚度的PP、PE隔膜，但孔径及孔隙率较难控制。缺点是该微孔膜生产过程中没有进行横向拉伸，使用时横向易开裂；批量生产的电池内部微短路机率相对较高；电池安全、可靠性高。 干法双向拉伸工艺是中科院化学研究所开发的具有自主知识产权的工艺。该工艺通过在聚丙烯中加入具有成核作用的β晶型改性剂，利用聚丙烯不同相态间密度的差异，在拉伸过程中发生晶型转变形成微孔。
湿法隔膜工艺是利用热致相分离的原理，将增塑剂（高沸点的液态烃或一些低分子量的物质）与聚烯烃树脂混合，加热熔融形成均匀的混合物，然后降温发生固-液相或液-液相分离，压制成膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，双向拉伸使分子链取向一致，保温一定时间用易挥发物质（例如二氯甲烷和三氯乙烯）将增塑剂从薄膜中萃取出来，从而制得相互贯通的亚微米尺寸的微孔膜材料，最后多孔薄膜通过一个溶剂萃取器来移除溶剂。采用此方法的公司有日本旭化成、东燃、日东、MitsuiChemi-cals、韩国SK、美国Entek、金辉高科等。 该工艺制模过程容易调控，制得的隔膜双向拉伸强度高，穿刺强度大，正常的工艺流程不会造成穿孔，微孔尺寸比较小且分布均匀，湿法双向拉伸隔膜,该产品可以做到很薄，力学性能和产品均一性更好，适合做高容量电池。
