钜大LARGE | 点击量：796次 | 2022年05月06日
铁锂离子电池隔膜干法和湿法生产工艺分析
铁锂离子电池隔膜的生产工艺包括：原材料配方、成套设备自主设计、微孔制备技术等。其中，锂离子电池隔膜制备工艺的核心是微孔制备技术，根据微孔成孔机理的差别，可以将隔膜生产工艺分为干法与湿法两种。
1、铁锂离子电池隔膜干法生产工艺
铁锂离子电池隔膜干法可细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。干法单向拉伸工艺是通过生产硬弹性纤维的方法，制备出低结晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，在高温退火过程中，获得高结晶度的薄膜。这种薄膜先在低温下进行拉伸形成微缺陷，然后高温下使缺陷拉开，形成微孔。
干法双向拉伸工艺是我国科学院化学研究所在20世纪90年代初开发出的具有自主知识产权的工艺。干法双向拉伸工艺，通过在聚丙烯中加入具有成核用途的β晶型改进剂，利用聚丙烯不同相态间密度的差异，在拉伸过程中，使聚丙烯从晶型转变形成微孔。
2、湿法生产工艺
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
又称相分离法或热致相分离法，湿法工艺将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热熔融后，形成均匀的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温一按时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，可制备出相互贯通的微孔膜材料。
湿法生产工艺，不仅可制备出相互贯通的微孔膜材料，而且生产出来的铁锂离子电池隔膜具有较高的纵向和横向强度。目前，湿法生产工艺重要用于生产单层的锂离子电池隔膜。
从理论上分析，干法双向拉伸工艺生产的隔膜经过双向拉伸，在纵向拉伸强度相差不大的情况下，横向拉伸强度要明显高于干法单向拉伸工艺生产的隔膜。在物理性能和机械性能方面，干法单向拉伸工艺生产的隔膜更具有优势。然而，采用湿法生产工艺生产出来的铁锂离子电池隔膜具有较高的孔隙率和良好的透气性，可以满足动力锂电池的大电流充放的要求。
相反，由于湿法生产工艺采用聚乙烯基材，聚乙烯基材的熔点只有140℃，所以，与采用干法生产工艺生产的铁锂离子电池隔膜相比，采用湿法生产工艺生产的锂离子电池隔膜的热稳定性较差。
干法单向拉伸工艺其优点是工艺相对简单，附加值高，无环境污染。但低温拉伸时容易导致隔膜穿孔，产品不能做到很薄。
湿法工艺制得微孔尺寸小且均匀但不环保。湿法工艺制模过程容易调控，制得的隔膜双向拉伸强度高，穿刺强度大，正常的工艺流程不会造成穿孔，微孔尺寸比较小且分布均匀。该产品可以做到很薄，力学性能和产品均一性更好，适合做高容量电池，重要应用在高端手机、笔记本电脑、3C电子产品等领域。
该种隔膜的高孔隙率和透气率使电池具有更高的能量密度和更好的充放电性能，可以满足动力锂电池的大电流充放电，在动力锂电池市场重要被国内知名锂离子电池厂商采用。但湿法工艺要大量的溶剂，易造成环境污染;与干法工艺相比设备复杂、投资较大、周期长、成本高、能耗大。
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