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    鋰電池隔膜生產工藝干法和濕法哪種技術更加成熟

    來源:存能電氣  日期:2020-07-22 16:30  瀏覽量:

    鋰電池隔膜生產工藝干法和濕法哪種技術更加成熟?自從鋰電池問世以來就廣受喜愛,如今它的應用范圍在逐漸擴展,熟悉鋰電池結構原理的人都知道,鋰電池中的隔膜對于性能的優劣起到了至關重要的作用,但鋰電池隔膜的生產工藝有多種且非常復雜,干法和濕法制造哪種工藝更加成熟?下面存能電氣小編將為你解疑。

    什么是干法隔膜和濕法隔膜?

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    濕法技術主要用于聚乙烯隔膜的制造。由于工藝中需要使用石蠟油與PE混合占位造孔,在拉伸工藝后需要用溶劑萃取移除,所以該工藝稱為濕法。濕法技術涉及在2個方向上對薄膜的拉伸,因此又分為同步拉伸和分步拉伸。

    干法技術主要用于聚丙烯隔膜的制造。干法技術主要包括3種工藝技術:吹膜+單向拉伸、鑄片+單向拉伸以及雙向拉伸。相對而言干法技術比濕法技術工藝簡單、設備成本較低、生產效率較低。

    鋰電池隔膜生產工藝干法和濕法哪種技術更加成熟?

    目前干法隔膜基本相對成熟,競爭情況相對濕法而言更為激烈,且基本能完全替代進口隔膜,面臨著價格下行的壓力。濕法工藝將液態烴或一些小分子物質與聚烯烴樹脂混合,加熱熔融后形成均勻的混合物,然后降溫進行相分離壓制得膜片,再將膜片加熱至接近熔點溫度進行雙向拉伸使分子鏈取向,最后保溫一定時間,用易揮發物質洗脫殘留的溶劑,可制備出相互貫通的微孔膜材料。

    干法可細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硬彈性纖維的方法,制備出低結晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜,再高溫退火獲得高結晶度的取向薄膜。這種薄膜先在低溫下進行拉伸形成微缺陷,然后在高溫下使缺陷拉開,形成微孔。目前中國三分之一以上產能使用干法雙拉工藝,產品在中低端市場占據較大比例。

    電動汽車使用環境相對嚴苛,對安全性要求較高,需要使用厚膜,濕法工藝制作的隔膜較薄,容易擊穿導致鋰電池短路,而干法工藝制作的隔膜厚度通常在20-40um,且熔點高,具有較強的安全性,因此主要使用干法隔膜。

    鋰電隔膜干法、濕法成型工藝有什么區別?

    1.干法成型工藝需要經過熔融擠出→高倍拉伸→冷卻→熱處理→拉伸→熱定型→分切一收卷等步驟,模溫機在熔融擠出過程控制擠出溫度,保證物料的可流動性。冷水機在冷卻階段給冷卻輥降溫,模溫機在熱處理階段進行加熱。

    2.濕法生產工藝,又稱相分離法或熱致相分離法,濕法工藝將液態烴或一些小分子物質與聚烯烴樹脂混合,加熱熔融后,形成均勻的混合物,然后降溫進行相分離,壓制得膜片,再將膜片加熱至接近熔點溫度,進行雙向拉伸使分子鏈取向,最后保溫一定時間,用易揮發物質洗脫殘留的溶劑,可制備出相互貫通的微孔膜材料。

    3.鋰電池隔膜的濕法生產工藝設備復雜、投資較大、周期長、工藝復雜、成本高、能耗大。但是微孔尺寸、分布均勻,適宜生產較薄產品,只能生產單層PE膜。在產品質量上有更高的乳隙率和更好的透氣性,可以滿足大電流充放電要求。

    4.干法和濕法除了加工工藝不同,使用的原料也不同。干法使用的原料是流動性好、分子量低的,所以高溫只能達到135度,遇熱會收縮,安全性不適合做大功率、高容量電池;濕法使用不流動、分子量高的原料,熱關閉溫度可以達到180度,能保證大功率鋰電池的安全性。

    從理論上分析,干法雙向拉伸工藝生產的隔膜經過雙向拉伸,在縱向拉伸強度相差不大的情況下,橫向拉伸強度要明顯高于干法單向拉伸工藝生產的隔膜。在物理性能和機械性能方面,干法單向拉伸工藝生產的隔膜更具有優勢。然而,采用濕法生產工藝生產出來的鋰電池隔膜具有較高的孔隙率和良好的透氣性,可以滿足動力電池的大電流充放的要求。

    從未來發展的角度看,濕法隔膜將走差異化的道路,主要以高強度、高韌性產品為主。就現階段而言,保證濕法隔膜產品的一致性非常值得關注,體現明顯的是國內該類產品供應商雖多,但將產品一致性真正做好的并不多。與采用干法生產工藝生產的鋰電池隔膜相比,采用濕法生產工藝生產的鋰電池隔膜的熱穩定性較差。

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