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生產(chǎn)鋰電池隔膜工藝技術(shù)—干法和濕法隔膜

來源:存能電氣  日期:2019-08-13 13:51  瀏覽量:

  生產(chǎn)鋰電池隔膜工藝技術(shù)—干法和濕法隔膜。鋰電池隔膜生產(chǎn)工藝復(fù)雜,鋰電池隔膜具有的諸多特性以及其性能指標(biāo)的難以兼顧決定了其生產(chǎn)工藝技術(shù)壁壘高、研發(fā)難度大。鋰電隔膜是鋰電四大關(guān)鍵組件中技術(shù)壁壘最高的組件,目前市場(chǎng)上的生產(chǎn)工藝主要是干法單向拉伸、干法雙向拉伸和濕法。

  生產(chǎn)鋰電池隔膜工藝技術(shù)

  作為世界上大的鋰電池生產(chǎn)制造基地和第二大鋰離子電池生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó),中國(guó)對(duì)隔膜的需求日益增加。2013年,中國(guó)國(guó)內(nèi)隔膜的市場(chǎng)容量為5.38億平方米,同比增長(zhǎng)40.40%。2013年國(guó)產(chǎn)隔膜的產(chǎn)量約為國(guó)內(nèi)隔膜市場(chǎng)容量的50%左右,但是同比增速保持了54.31%。

  據(jù)預(yù)計(jì),未來幾年國(guó)內(nèi)鋰電池隔膜行業(yè)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)將愈趨激烈,迎來行業(yè)大洗牌,缺技術(shù)、少品牌、短資金這將被淘汰出局,尤其是中小企業(yè)境地不容樂觀。市場(chǎng)特征將呈現(xiàn)強(qiáng)者恒強(qiáng)、弱者出局的趨勢(shì)。

  鋰離子電池隔膜需要具備的諸多特性,對(duì)其生產(chǎn)工藝提出了特殊的要求,而生產(chǎn)工藝包括原材料配方和快速配方調(diào)整、微孔制備技術(shù)、成套設(shè)備自主設(shè)計(jì)等工藝。其中,微孔制備技術(shù)是鋰電池隔膜制備工藝的核心,根據(jù)微孔成孔機(jī)理的區(qū)別可以將隔膜工藝分為干法與濕法兩種。

鋰電池隔膜.jpg

  鋰電池干法隔膜工藝介紹

  鋰電池干法隔膜可細(xì)分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。干法單向拉伸工藝是通過生產(chǎn)硬彈性纖維的方法,制備出低結(jié)晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜,在高溫退火過程中,獲得高結(jié)晶度的薄膜。這種薄膜先在低溫下進(jìn)行拉伸形成微缺陷,然后高溫下使缺陷拉開,形成微孔。目前中國(guó)三分之一以上產(chǎn)能使用干法雙拉工藝,產(chǎn)品在中低端市場(chǎng)占據(jù)較大比例。

  鋰電池濕法隔膜替代干法隔膜的趨勢(shì)已經(jīng)形成

  濕法生產(chǎn)工藝,不僅可制備出相互貫通的微孔膜材料,而且生產(chǎn)出來的鋰電池隔膜具有較高的縱向和橫向強(qiáng)度。目前,濕法生產(chǎn)工藝主要用于生產(chǎn)單層的鋰電池隔膜。

  與干法隔膜相比,濕法隔膜厚度更薄,精密程度更高,拉伸強(qiáng)度更為理想,孔隙率更高,透氣性更好,有著更為均勻的孔徑和更高的橫向收縮率。濕法隔膜的穿刺強(qiáng)度更高,更有利于延長(zhǎng)電池壽命,體現(xiàn)出了明顯的性能優(yōu)勢(shì)。

  濕法隔膜相對(duì)于干法來說,其性能更好且更能夠適應(yīng)鋰電池高能量密度化的發(fā)展趨勢(shì),但成本較高。由于新能源車補(bǔ)貼政策對(duì)電池能量密度提出更高要求,三元電池占據(jù)主流使得濕法隔膜需求量日益提升。

  鋰電池濕法隔膜在性能和安全程度方面有著超越干法的顯著優(yōu)勢(shì),更能夠適應(yīng)當(dāng)前新能源車電池向高能量密度化發(fā)展的趨勢(shì)。

  鋰電池濕法隔膜和干法隔膜的區(qū)別

  a、干法隔膜由于工序簡(jiǎn)單,固定資產(chǎn)投入比濕法小;但是加工工藝干法的溫度等指標(biāo)控制難,濕法的工藝更簡(jiǎn)單;

  b、干法可以做三層膜,鋰電池濕法隔膜只能做單層膜;(三層膜的優(yōu)勢(shì)在于熱關(guān)閉溫度是135度,但是熱穩(wěn)定溫度為160度,可以防止熱慣性,有25度的空間,更安全)

  c、干法和濕法鋰電池隔膜除了加工工藝不同,使用的原料也不同。干法使用的原料是流動(dòng)性好、分子量低的,所以高溫只能達(dá)到135度,遇熱會(huì)收縮,安全性不適合做大功率、高容量電池;濕法使用不流動(dòng)、分子量高的原料,熱關(guān)閉溫度可以達(dá)到180度,能保證大功率鋰電池的安全性;

  d、在生產(chǎn)一般的鋰電池方面,干法隔膜具有優(yōu)勢(shì),成本低、污染小、孔更均勻;大功率電池方面濕法有優(yōu)勢(shì),主要是安全性和熱收縮性小。

  據(jù)了解,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(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。

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