鋰電池隔膜涂覆技術方式和方法

來源：存能電氣  日期：2019-04-25 09:19  瀏覽量：次

　　鋰電池隔膜涂覆技術方式和方法。近年來伴隨著動力鋰電池市場的升溫，濕法涂覆隔膜在國內(nèi)愈發(fā)火熱，甚至業(yè)內(nèi)也有觀點認為將主導未來動力電池隔膜市場的必然是濕法涂覆隔膜。鋰電池“濕法+涂覆”已是業(yè)界公認的隔膜發(fā)展方向。今天存能電氣小編整理了關于涂覆漿料配方和涂覆工藝等相關內(nèi)容，歡迎大家閱讀并留言補充信息。

　　鋰電池隔膜涂覆技術方式

　　根據(jù)下游對特定性能的要求和鋰電池隔膜產(chǎn)品的定位，需要使用不同的涂覆技術。而對涂覆而言，其技術核心在于漿料的配方，同時漿料在隔膜涂覆中成本占比較大，一般漿料占涂覆總成本的65%。動力鋰電池發(fā)展方向為高輸出、高容量、快充電的模式，對隔膜涂覆技術及工藝要求也會更加的多樣化，配方的不斷創(chuàng)新也將成為涂覆的核心競爭力。

　　隔膜陶瓷涂覆漿料主要包括陶瓷顆粒、粘結劑、溶劑和添加劑四種主要成分，對于不同的應用場景需使用不同的漿料配比。陶瓷的剛性支撐作用，使得陶瓷改性隔膜高溫時具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和尺寸完整性，對高溫下隔膜結構的維持有支撐作用，在高溫下隔膜基體均已閉孔透明，未涂覆隔膜收縮嚴重，而涂覆鋰電池隔膜由于陶瓷層存在抗收縮性大幅提升，機械性和安全性更好。

　　鋰電池隔膜涂覆方法，靈活多樣

　　隔膜涂覆在技術上難度不高，可使用凹版輥涂、浸涂、窄涂或噴涂等方式，國內(nèi)主流基膜廠商和大量代工廠都能夠實現(xiàn)。

　　凹版輥涂

　　凹版輥涂工藝是目前常用的涂覆方法，微凹版輥將漿料從漿料盒中帶出，由定厚刮刀刮下多余涂料，然后在壓力下涂覆到隔膜上。這種方法原理比較簡單，凹版輥凹槽容量容易控制，產(chǎn)品精度較好。缺點是由于高硬度的氧化鋁陶瓷顆粒作用，網(wǎng)紋輥容易磨損，會導致連續(xù)涂覆過程中涂層逐漸變薄，需要更換新輥;涂覆目標厚度改變時就需要更換輥，不能靈活調節(jié)。

　　窄縫擠壓涂

　　窄縫擠壓涂覆，簡稱窄涂，是通過一定壓力將漿料從擠壓嘴擠出涂覆到隔膜上的工藝，涂層厚度由擠壓嘴縫寬和計量泵控制。這種工藝適用粘度范圍廣，產(chǎn)品精度好，可涂覆薄層，涂覆速度高，但擠壓嘴的維修相對困難。

　　浸涂

　　浸涂的基本原理是將鋰電池隔膜浸泡到一定濃度的漿料中一定時間，取出后晾干或烘干，在隔膜表面得到一定厚度的涂層。這種方法的原理和操作簡單，但厚度控制相對較難。

　　靜電紡絲

　　靜電紡絲法是通過電場力將漿料噴涂到隔膜上的工藝，給漿料帶上電荷，在電場力作用下漿料突破表面張力，形成納米絲噴射向隔膜。這種工藝有適用材料范圍廣，操作方便，比表面積大，孔隙率高，纖維絲均一性好，產(chǎn)率高等優(yōu)點，但存在結晶度、取向度小，機械性能、力學性能差的缺點，需要通過熱處理、共混等改性方式優(yōu)化。

　　鋰電池隔膜涂覆加工的設備目前基本需要進口，供給穩(wěn)定，設備緊湊成套，一條產(chǎn)線需要投入150-200萬元，產(chǎn)量約400萬平米/年，對于同時具備基膜生產(chǎn)和涂覆加工能力的企業(yè)，一般每條基膜產(chǎn)線需要配套10條涂覆產(chǎn)線。鋰電池隔膜涂覆廠商大多采用凹版輥涂方法，原因是凹版輥涂的加工速度、精度均較高，工藝成熟，同時輥的加工、維護相對窄涂簡單，成本較低。窄涂往往也被選作優(yōu)選方案，因為該工藝精度高，加工速度快，粘度靈活性大，但窄涂的擠壓嘴加工、維修相對困難，成本相對較高。

　　濕法涂覆和干法雙拉涂覆的對比

　　1、基膜

　　干：如果直接將濕法PE基膜直接用到電池里面，不能用、不好用，因為基膜的熱溫度太低。為了提高熱穩(wěn)定性，基膜表面一定要進行涂覆，以彌補那50%的缺陷。但是，通過不同的涂覆技術會有改善嗎?生下來就殘疾，身體很弱，外面穿多少盔甲沒有用。

　　濕：在動力鋰電池領域，很多廠家在切換用濕法涂覆，濕法單層也在用。濕法隔膜孔徑均勻，干法隔膜沒法比，干法基膜的孔徑都不均勻，涂覆又有什么用

　　2、透氣性

　　干：干法雙拉基膜的孔徑只要足夠均勻就可以了，電池充放電沒問題、又不短路，總體安全性好，所以不需要像濕法膜那么的均勻。而濕法膜的孔徑雖然較均勻些，但本身孔徑太小了，再加上涂覆，怎么保障高透氣性。

　　濕：濕法鋰電池隔膜可以根據(jù)電池需求做高透氣性，也可以低透氣性。

　　3、熔點

　　干法鋰電池隔膜和濕法隔膜材質上差別比較大，熔點差了40多度。到了120度，濕法隔膜70%-80%都會閉孔掉;到150度，干法隔膜還能保持比較好的狀態(tài)。

　　熔點低一些是兩種隔膜之間的最大區(qū)別，這是材料自身特性決定的，但只要做到符合鋰電池使用要求即可。

　　高性能鋰電池需要隔膜具有厚度均勻性以及優(yōu)良的力學性能、透氣性能、理化性能。隔膜的優(yōu)異與否直接影響鋰電池的容量、循環(huán)能力以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。