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锂离子电池隔膜生产工艺有哪些?生产原理又是什么?

锂离子电池隔膜有湿法和干法两种工艺。

湿法工艺的重要特点是成本高、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。

干法工艺的原材料一般是PP,而湿法工艺的原材料一般则是PE。一般来说,PP的熔融温度在170℃左右,PE的熔融温度在140℃左右。因此湿法工艺生产的隔膜虽然厚度较薄,但是较低的熔融温度使得隔膜在高温下容易收缩,从而造成电池短路,电池的安全得不到保证。在隔膜表面涂覆一层无机纳米颗粒或者耐高温的有机化学物可以提高隔膜的高温安全性能,能够很好的弥补湿法工艺的这个缺陷。

两种工艺的生产原理如下:

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。

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。

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