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锂电隔膜湿法生产工艺和干法生产工艺的优势

来源:小鱼儿玄机2站  日期:2019-04-02 16:56  浏览量:

  锂电隔膜湿法生产工艺和干法生产工艺的优势。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。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,哪种工艺更更有优势?

  锂电隔膜湿法生产工艺和干法生产工艺的优势:

  在湿法隔膜领域,目前国内还处于进口替代的前期。在干法隔膜领域,白皮书认为目前干法隔膜基本相对成熟,竞争情况相对湿法而言更为激烈,且基本能完全替代进口隔膜,面临着价格下行的压力。

  湿法生产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。

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  干法锂电池工艺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,再高温退火获得高结晶度的取向薄膜。这种薄膜先在低温下进行拉伸形成微缺陷,然后在高温下使缺陷拉开,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,在拉伸过程中发生晶型转变形成微孔,用于生产单层PP膜。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。

  锂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。

  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。

  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

  锂电池湿法生产工艺,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隔膜。应用范围:高性能锂电池等。

  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。

  干法成型工艺需要经过熔融挤出→高倍拉伸→冷却→热处理→拉伸→热定型→分切一收卷等步骤,模温机在熔融挤出过程控制挤出温度,保证物料的可流动性。冷水机在冷却阶段给冷却辊降温,模温机在热处理阶段进行加热。

  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。

  总的来说,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。但干法不需要萃取这个步骤,成本比湿法低,稳定性较差比湿法好。

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