鋰電池隔膜單向拉伸生產線,鋰電池隔膜生產技術現(xiàn)狀與研究進展_
隔膜材料并同時提高隔膜的性能和安全性是高性能鋰電池對隔膜的新要求。1. 鋰電池隔膜現(xiàn)狀, 目前市場化的鋰離子電池隔膜主要有干法單向拉伸隔膜、干法雙向拉伸隔膜、濕法隔膜和3層PP/PE/PP復合隔膜,這幾種隔膜的主要區(qū)別在于微孔的成孔機理不同。2. 干法隔膜, 干法隔膜工藝是隔膜制備過程中常采用的方法,該工藝是將高分子聚合物和添加劑原料混合形成均勻的熔體,擠出時在拉伸應力下形成片晶結構,然后片晶結構經過熱處理得到硬彈性的聚合物膜,在一定的溫度下拉伸形成狹縫狀微孔,熱定型后制得微孔膜。目前主要包括干法單向拉伸和雙向拉伸兩種工藝。 干法單向拉伸工藝使用流動性好、分子量低的聚乙烯或聚丙烯聚合物,采用類似生產彈性纖維的方法,先制備出低結晶度高取向的聚乙烯或聚丙烯鑄片,在低溫下進行拉伸形成銀紋等微缺陷,再在高溫下退火使缺陷拉開,獲得高結晶度的取向微孔薄膜。
鋰電池隔膜工藝選用聚乙烯或聚丙烯為原材料,成本相對較低;生產控制難度高,精度要求高;使用的設備復雜,投資較高;生產過程不使用溶劑,工藝環(huán)境友好無污染。利用該工藝生產的隔膜具有扁長的微孔結構;由于只進行縱向拉伸,橫向受熱過程中幾乎沒有熱收縮;微孔尺寸分布均勻;微孔導通性好;能生產不同厚度的PP、PE隔膜,但孔徑及孔隙率較難控制。缺點是該微孔膜生產過程中沒有進行橫向拉伸,使用時橫向易開裂;批量生產的電池內部微短路機率相對較高;電池安全、可靠性高。 干法雙向拉伸工藝是中科院化學研究所開發(fā)的具有自主知識產權的工藝。該工藝通過在聚丙烯中加入具有成核作用的β晶型改性劑,利用聚丙烯不同相態(tài)間密度的差異,在拉伸過程中發(fā)生晶型轉變形成微孔。