高性能锂离子电池隔膜生产工艺复杂

来源：存能电气  日期：2019-07-31 09:08  浏览量：次

　　高性能锂离子电池隔膜生产工艺复杂。在我们的生活中,很多的时候,都会用到高性能锂离子电池,隔膜产品的性能受基体材料和制作工艺共同影响。隔膜的稳定性、一致性、安全性对于锂离子电池的放电倍率、能量密度、循环寿命、安全性有着决定性影响。

　　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，由正极材料、负极材料、隔膜、电解液四个主要部分组成。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层组件，在锂电池中起到如下两个主要作用：隔开锂电池的正、负极，防止正、负极接触形成短路;薄膜中的微孔能够让锂离子通过，形成充放电回路。

　　高性能锂电池需要隔膜具有厚度均匀性以及优良的力学性能(包括拉伸强度和抗穿刺强度)、透气性能、理化性能(包括润湿性、化学稳定性、热稳定性、安全性)。据了解，隔膜的优异与否直接影响锂电池的容量、循环能力以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

　　锂电池隔膜具有的诸多特性以及其性能指标的难以兼顾决定了其生产工艺技术壁垒高、研发难度大。隔膜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诸多工艺。其中，微孔制备技术是锂电池隔膜制备工艺的核心，根据微孔成孔机理的区别可以将隔膜工艺分为干法与湿法两种。

　　锂离子电池隔膜的生产工艺原理

　　锂离子电池隔膜的生产工艺主要分为干法和湿法，其中干、湿法工艺的主要步骤和原理为：

　　1、干法——先对聚烯烃树脂进行熔融、挤压和吹制操作，形成结晶性高分子薄膜，然后进行结晶化热处理和退火操作，获得高度取向的薄膜结构，然后在高温中拉伸，测试结晶截面分离，形成多孔结构电池隔膜。干法工艺中还可以分为单向拉伸和双向拉伸。

　　2、湿法——传统湿法制备以相转化法为主，近年以TIPS热致相分离法为主。原理为将结晶性聚合物、热塑性聚合物以及具有高沸点的小分子化学物稀释剂(比如石蜡油)进行混合，在高温下形成均相溶液，然后降低溶液温度，使混合物发生固液相分离或者液液分离，将小分子化学物稀释剂萃取脱除后，形成热塑性与结晶性聚合物的多孔隔膜。

　　湿法工艺的主要特点是成本高、投资大，对设备要求高，建设投产周期长，并且在生产过程中对能源消耗较大，且会使用有机溶剂。但是湿法工艺可以较好的控制孔径大小、分布和孔隙率，所以一般用于制造高端薄膜。

　　锂离子电池因其高能量密度被认为是最具有前景的储能方式之一，已经在电动汽车领域展开了商业化应用，继续提高锂离子电池的能量密度依然是研究者的不懈追求。目前，锂离子电池的容量主要由正极材料的容量决定，寻找具有高放电容量和稳定性的正极材料是提升锂离子电池能量密度的关键。

　　在锂电池的结构中，电池隔膜是关键的内层组件之一，也是技术壁垒高的一种高附加值材料，约占锂电池成本的20%-30%。隔膜的好坏决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。