锂电池隔膜制造解析

制备锂电池隔膜的方法主要有熔融拉伸(MSCS)和热致相分离(TIPS)两大类方法如下图：

热致相分离(TIPS)法是利用高聚物与某些高沸点溶剂在较高温度(一般高于聚合物的熔化温度Tm）时形成均相溶液，降低温度又发生固-液或液-液相分离，这样在富聚合物相中含有添加物相，而富添加物相中又含有聚合物相，拉伸后除去低分子物则可制成互相贯通的微孔膜材料。挥发前后进行拉伸、热处理等，可以调整膜的厚度、强度和孔的结构及其量的多少。热致相分离法可以较好地控制孔径及孔隙率，缺点是需要加入和脱除溶剂，提高了成本，而且可能产生污染。

高聚物主要是高密度聚乙烯，溶剂可以采用酞酸酯、石蜡、烷烃、乙醇等，溶剂既可单独使用也可与不挥发性有机溶剂混合使用，在较高的温度下溶解聚乙烯。另外，在某些场合需要加入无机粉末作为孔形成促进剂和孔径控制剂或作为晶种。无机粉末以亚微米级粒径均匀分布在聚合物相中，由于拉伸时应力集中，出现相分离而形成微孔膜。添加成核剂后，由于结晶结构变得松散，拉伸时容易成孔，无污染。

熔融拉伸(MSCS)法是将熔融聚合物锂电池从模具中挤出，以高拉伸比(拉伸速度/挤出速度)进行拉伸，形成具有垂直于挤出方向并平行排列的片晶结构，热处理后得到高度取向的多层结构。再进一步拉伸，高度取向的结晶高聚物在ｃ轴方向上延伸，晶体晶面间发生剥离，形成多孔结构，再经过热定型即制得微孔膜。多孔结构与聚合物的结晶性、取向性等有关。由于MSCS法不包括任何的相分离过程，其工艺相对简单且生产过程中无污染，是锂离子电池隔膜制备的常用方法，但是该法存在孔径及孔隙率较难控制等缺点。