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2019/3/15 8:58:14锂电池由正负极片、电解液、聚烯烃隔膜组成。隔膜的作用是把正极和负极分开,允许离子通过而不让电子通过。隔膜性能对电池容量、循环性和安全性等有较大影响,性能优异的隔膜可提高锂离子电池的综合性能。
一、锂离子电池隔膜生产工艺
锂离子电池使用的隔膜以聚烯烃微孔膜为主,主要包括聚乙烯(PE)单层膜、聚丙烯(PP)单层膜、PP与PE的多层复合膜,隔膜占锂电池总成本的20%~30%。锂离子电池隔膜的生产工艺主要有干法、湿法。
1干法单向拉伸工艺
干法单向拉伸工艺源自美国Celgard公司,该工艺是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹膜制成结晶性聚合物薄膜,再经过结晶化处理,退火后得到高度取向的多层结构,在高温条件下进一步单向拉伸出微裂纹(银纹),形成多孔结构。
干法单向拉伸工艺的特点是:设备复杂,投资大且生产控制难度高;对环境友好,原料成本较低;薄膜孔隙率约为40%,微孔分布较均匀;与湿法工艺相比,薄膜的纵向抗拉强度高,横向抗拉强度低,横向易开裂。采用干法单向拉伸工艺的生产商主要有日本宇部兴产株式会社、高银化学工业股份有限公司、美国Celgard公司、常州讯腾电子科技有限公司、南通天丰电子新材料有限公司,主要产品有单层PE隔膜、3层PP/PE/PP隔膜。
2 干法双向拉伸工艺
干法双向拉伸工艺源自中国科学院化学研究所,2001年,中国科学院化学研究所将其在美国、英国和日本申请的干法双向拉伸工艺的权转让给美国Celgard公司。干法双向拉伸工艺是在PP中加入具有成核作用的β晶型改进剂,利用PP不同相态间密度的差异,在拉伸过程中发生晶型转变形成微孔,用于生产单层PP隔膜。
干法双向拉伸工艺的特点是:设备复杂,投资大,一般需要成孔剂辅助成孔;与单向拉伸工艺相比,所制薄膜的横向拉伸强度高,透气性好,微孔分布均匀;与湿法工艺相比,所制薄膜的耐穿刺强度大、闭孔温度和熔断温度高;受热后因双向都有收缩,孔径及孔隙率较难控制。采用该工艺的生产商主要有新乡市格瑞恩新能源材料股份有限、深圳市星源材质科技股份有限公司、大连新时科技有限公司, 主要产品为较厚的PP隔膜。
3 湿法工艺
湿法工艺又称相分离法或热致相分离法,其原理是以高沸点小分子为致孔剂加入聚烯烃,加热熔融成均匀体系,再降温发生相分离,拉伸后用有机溶剂萃取出小分子,得到相互贯通的微孔膜材料。制备过程中,可在溶剂萃取前进行单向或双向拉伸,萃取后进行定型处理并收卷成膜,也可以在萃取后进行拉伸。萃取后进行拉伸制备的薄膜孔径更大,孔径分布更好。
湿法工艺的特点是:成本高,投资大,设备精度高,生产周期长,能耗较大,容易造成环境污染;可较好地控制孔径、孔径分布和孔隙率,一般用于制造薄膜;与干法拉伸工艺相比,所制薄膜具有更高的孔隙率和更好的透气性,微孔尺寸及分布均匀,适于生产较薄的单层膜和大功率电池隔膜;但由于湿法工艺多用于生产单层PE薄膜,薄膜的熔点在130 ℃左右,耐高温性能差,闭孔温度较低,熔融温度也较低;采用湿法工艺的生产商主要有日本旭化成株式会社、日本东燃株式会社、韩国SK集团、美国恩泰克公司、韩国W-scope集团、日东电工株式会社、佛山金辉高科光电材料有限公司、日本住友商事株式会社。
二、锂离子电池隔膜含水率测定仪检测
A、技术参数
1、称重范围:0-90g
可调试测试空间为3cm
2、水分测定范围:0.01-100%
3、样品质量:0.100-90g
4、加热温度范围:起始-205℃
加热方式:可变混合式加热
微调自动补偿温度高15℃
5、水分含量可读性:0.01%
6、显示参数:7种
红色数码管独立显示模式
7、外型尺寸:380×205×325(mm)
8、电源:220V±10%
9、频率:50Hz±1Hz
10、净重:3.7Kg