锂电池隔膜生产工艺【老师傅分享】
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锂电池隔膜涂布工艺流程锂电池隔膜涂布工艺流程随着电动车、智能手机、可穿戴设备等电子产品的普及,锂电池作为一种高性能、高能量密度的电池技术,受到了广泛的关注和应用。
锂电池的性能和安全性取决于很多因素,其中隔膜是关键的组件之一。
隔膜的涂布工艺对锂电池的性能和生命周期有着重要影响。
本文将深入探讨锂电池隔膜涂布工艺流程的各个方面,帮助读者深入理解这一重要工艺。
一、介绍锂电池隔膜涂布工艺1. 隔膜的作用锂电池隔膜主要用于防止正负极之间的直接接触,以避免短路事故的发生。
隔膜还需要具备良好的电导性和离子传输性能,以提高电池的能量输出效率。
2. 涂布工艺的作用涂布工艺是将隔膜材料均匀地涂布在电池极片上的过程。
通过涂布工艺可以控制隔膜的厚度和均匀性,以及涂布速度和温度等参数的调节,从而影响锂电池的性能。
二、锂电池隔膜涂布工艺流程详解1. 准备工作在进行隔膜涂布之前需要进行准备工作。
首先是检查涂布设备的状态,确保设备正常运行,并清洁设备以保证工艺的稳定性。
需要准备好隔膜材料和溶液以及相应的工艺参数设定。
2. 材料处理隔膜材料通常以卷状供应,需要在涂布前进行切割、矫正和烘干等处理,以保证隔膜的尺寸和质量满足要求。
这一步骤对保证涂布质量和均匀性非常重要。
3. 涂布工艺参数设置涂布工艺参数的设置包括涂布速度、涂布温度和压力等。
这些参数的选择和调节需要考虑隔膜材料的性质和要求,并通过实验和试验确定最佳参数。
4. 涂布过程涂布过程是将隔膜材料均匀地涂布在电池极片上的过程。
通常使用滚轮或刮板等涂布装置,将隔膜材料从涂布槽中提取,并均匀地覆盖在电池极片上。
涂布过程需要控制涂布厚度和均匀性,以避免涂布过多或不足造成的问题。
5. 烘干和固化涂布完成后,需要对隔膜进行烘干和固化,以确保涂布层的稳定性和质量。
烘干过程需要控制温度和时间,避免过热或过干导致的问题。
三、锂电池隔膜涂布工艺中的关键问题和改进方向1. 涂布均匀性涂布均匀性是影响涂布质量的关键因素之一。
锂电池隔膜生产工艺
一、原材料准备
锂电池隔膜的生产首先需要准备高质量的原材料,包括聚烯烃树脂、功能性添加剂、热稳定剂等。
这些原材料需要经过严格的质量控制,确保其纯度、粒径、分子量等参数符合生产要求。
二、熔融挤出
将原材料在高温下熔融,通过螺杆挤出机将熔融物料挤出成片材。
此过程需要控制好温度、压力和速度,以保证片材的厚度、宽度和均匀性。
三、拉伸取向
将挤出的片材在特定温度和拉伸比下进行拉伸取向,以提高隔膜的机械性能和透气性。
此过程中需要注意温度和拉伸速度的控制,以确保片材在拉伸过程中的均匀变形和取向效果。
四、热处理
对拉伸后的隔膜进行热处理,以消除取向过程中的内应力,提高隔膜的稳定性和机械强度。
热处理温度和时间需要根据隔膜的材质和性能要求进行设定。
五、表面处理
为了提高隔膜的浸润性和粘结性,需要对隔膜表面进行化学或物理处理。
常见的表面处理方法包括电晕处理、化学氧化处理、涂层处理等。
六、分切收卷
将热处理后的隔膜按照要求进行分切和收卷,以便后续的包装和运输。
分切时需要注意切割边缘的平整度和完整性。
七、包装入库
将分切收卷后的隔膜按照要求进行包装,并放入干燥、无尘的仓库中进行存储。
包装过程需要确保隔膜不受污染和损坏,同时仓库环境需要保持干燥、通风良好。
以上就是锂电池隔膜的生产工艺流程,每个环节都需要严格控制质量和操作参数,以确保最终产品的性能和质量。
锂电池隔膜生产工艺
锂电池隔膜是一种关键材料,用于锂电池的正负极之间隔离,以防止短路和电解液中阳极材料的腐蚀,同时允许锂离子通过进行充放电。
锂电池隔膜的生产工艺包括以下几个主要步骤:
1. 材料准备:首先需要准备制备隔膜的材料,通常使用聚烯烃薄膜作为隔膜的基材,如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。
此外,还需要准备一些溶剂和添加剂,如纯水、丙酮和聚丙烯酸酯。
2. 溶剂处理:将溶剂和添加剂混合,并用搅拌器搅拌均匀,以制备成溶剂处理液。
这个过程中需要保持一定的温度和搅拌时间,以保证材料的均匀性和稳定性。
3. 薄膜涂布:将溶剂处理液通过涂布机均匀涂布在薄膜基材上。
涂布机通常采用匀速或匀厚涂布方式,以确保涂布的均匀性和精度。
4. 干燥处理:将涂布后的薄膜通过烘箱进行干燥处理。
干燥的目的是将溶剂中的水分或其他挥发物去除,以使膜材干燥固化。
5. 预处理:将干燥的薄膜进行预处理,如辊压、穿孔和热处理等。
这些处理能够使膜材具有更好的物理性能和化学性能,如高温耐受性、电解液浸透性和绝缘性能等。
6. 制品检验:对制备完成的薄膜进行质量检验,包括膜厚、孔径、拉伸强度、热收缩率等指标的检测。
只有符合要求的膜材才能进入下一步的加工和组装。
7. 散卷和切割:将薄膜进行散卷,然后根据需要对薄膜进行切割成所需的隔膜片尺寸。
以上就是锂电池隔膜的生产工艺的主要步骤,每个步骤都需要精确的控制和严格的质量检验,以确保隔膜的品质和性能。
随着锂电池行业的不断发展,隔膜生产工艺也在不断创新和改进,以提高隔膜的性能和可靠性。
锂离子电池隔膜制造工艺
锂离子电池隔膜制造工艺大致分为以下几个步骤:
1. 原材料准备:隔膜的主要原料为聚合物材料,常用的有聚丙烯膜(PP)和聚乙烯膜(PE)。
首先需要准备这些原料,并进行物
料重量和比例的配比。
2. 溶解和混合:将聚丙烯或聚乙烯等原料加入溶剂中,通过搅拌等方式使其彻底溶解和混合均匀,制成溶液。
3. 涂布:将混合均匀的溶液通过特定的喷涂或浸涂工艺,涂布到正在旋转的金属箔上,形成一层薄膜。
箔的材质通常为铝或铜。
4. 干燥:将涂布完成的隔膜置于恒温恒湿的烘箱中,通过烘干,使隔膜表面的溶剂挥发,形成干燥的膜层。
烘干温度和时间会根据隔膜的材质和要求进行调整。
5. 筛选和检验:对干燥的隔膜进行筛选,剔除有缺陷或不合格的隔膜。
同时,进行一系列的物理性能测试和检验,确保隔膜的质量和性能符合要求。
6. 切割和卷绕:将合格的隔膜进行切割,根据电池规格和要求进行尺寸调整。
然后将切割好的隔膜通过卷绕工艺,卷绕成一定长度的隔膜卷,以便后续的电池装配。
以上是锂离子电池隔膜制造的基本工艺流程,根据不同的生产
工艺和要求,可能会有一些细节上的差异。
此外,隔膜的制造中还需要注意工艺参数、设备条件和环境条件等方面的控制,以确保隔膜的质量和稳定性。
锂离子复合隔膜(PP/PE/PP)干法生产工艺锂离子微孔膜干法生产工艺主要包括成片、热复合、热处理、冷拉、热拉几个关键步骤。
简释如下:成片:通过高倍率拉伸使分子链排列成片晶结构。
热复合:通过三层复合提高物理性能。
热处理:消除产品内应力,并修正热复合时候形成的缺陷,提高贴合度。
冷拉:通过低温拉伸,使串晶结构破裂,形成微小裂痕。
热拉:把裂痕继续拉大。
1)成片PP成片:挤出机温度:210-230℃,该温度下粒料熔融均匀,熔体流动稳定。
采用衣架形垂直模头幅宽1000mm,间隙宽3mm,温度200-210℃,模头距冷却辊距离<7mm。
用90℃的冷却辊收集膜,并用25℃的冷风吹收集后的膜,再以32m/min 的线速度卷取。
保证熔体拉伸比在200倍以上,得到的未拉伸的膜厚12μm 。
在150℃经60分钟热处理后,PP膜的100%弹性回复率为88.2%。
HDPE成片:挤出机温度:200-210℃。
模头温度173℃挤出。
采用衣架形垂直模头幅宽1000mm,间隙宽3mm,温度190-200℃,模头距冷却辊距离<7mm。
用115℃的冷却辊收集膜,并用25℃的冷风吹,再以40m/min的线速度卷取。
保证熔体拉伸比在250以上,得到的未拉伸的膜厚11μm,弹性回复率为29.6%。
2)热复合:(PP/PE/PP)上述未拉伸的PP、PE卷膜均以5.4m/min放卷到125℃的加热辊上,在线性压力1.8kg/cm的条件下热压,以相同的速度用50℃的冷却辊收卷,得膜厚34μm,剥离强度16g/15mm。
3)热处理与拉伸:用125℃的热风循环炉热处理复合膜6h,保证卷芯内部同样达到相同温度。
(注意薄膜避光,以免老化,缓慢升、降温)4)拉伸45℃的两个辊筒间低温拉伸20%,两个辊彼此相距350mm,供给侧的辊速为1.6m/min。
进入120℃的热风循环炉中,利用辊筒进行高温分步拉伸115%。
在130℃的加热辊上停留25s,热松弛16.7%。
锂电池隔膜生产工艺详解内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展.导读:锂离子电池是现代高性能电池的代表,由正极材料、负极材料、隔膜、电解液四个主要部分组成。
其中,隔膜是一种具有微孔结构的薄膜,是锂离子电池产业链中具技术壁垒的关键内层组件,在锂电池中起到如下两个主要作用:1)隔开锂电池的正、负极,防止正、负极接触形成短路;2)薄膜中的微孔能够让锂离子通过,形成充放电回路。
锂电池隔膜生产工艺复杂、技术壁垒高高性能锂电池需要隔膜具有厚度均匀性以及优良的力学性能(包括拉伸强度和抗穿刺强度)、透气性能、理化性能(包括润湿性、化学稳定性、热稳定性、安全性)。
据涂布在线了解,隔膜的优异与否直接影响锂电池的容量、循环能力以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
锂电池隔膜具有的诸多特性以及其性能指标的难以兼顾决定了其生产工艺技术壁垒高、研发难度大。
隔膜生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计等诸多工艺。
其中,微孔制备技术是锂电池隔膜制备工艺的核心,根据微孔成孔机理的区别可以将隔膜工艺分为干法与湿法两种。
锂电池隔膜产品干法隔膜按照拉伸取向分为单拉和双拉干法隔膜工艺是隔膜制备过程中常采用的方法,该工艺是将高分子聚合物、添加剂等原料混合形成均匀熔体,挤出时在拉伸应力下形成片晶结构,热处理片晶结构获得硬弹性的聚合物薄膜,之后在一定的温度下拉伸形成狭缝状微孔,热定型后制得微孔膜。
目前干法工艺主要包括干法单向拉伸和双向拉伸两种工艺。
干法单拉干法单拉是使用流动性好、分子量低的聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)聚合物,利用硬弹性纤维的制造原理,先制备出高取向度、低结晶的聚烯烃铸片,低温拉伸形成银纹等微缺陷后采用高温退火使缺陷拉开,进而获得孔径均一、单轴取向的微孔薄膜。
锂电池隔膜干法工艺一、概述锂电池隔膜是锂离子电池中的重要组成部分,其主要功能是隔离正负极之间的电解液,防止短路和过充等安全问题。
目前市场上主要采用的是干法制备隔膜的工艺。
二、原材料1.聚丙烯:作为制备隔膜的主要原料,需要具有高纯度和一定的分子量。
2.溶剂:常用的有N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮等。
3.添加剂:如抗静电剂、增塑剂等。
三、工艺流程1.聚丙烯预处理:将聚丙烯颗粒加入反应釜中,在一定温度下进行预处理,去除杂质和残留物,以保证制备出来的隔膜具有高纯度。
2.溶解聚丙烯:将经过预处理的聚丙烯颗粒加入溶剂中,并在一定温度下搅拌至完全溶解。
3.添加剂混合:将抗静电剂、增塑剂等添加到已经溶解好的聚丙烯溶液中,混合均匀。
4.浇铸:将混合好的聚丙烯溶液倒入浇铸机中,通过压力和温度的控制,使其形成一定厚度的薄膜。
5.拉伸:将浇铸好的薄膜经过拉伸处理,使其具有一定的孔隙度和机械强度。
6.固化:将拉伸后的隔膜在一定温度下进行固化处理,使其具有更好的稳定性和耐用性。
7.切割:将固化后的隔膜进行切割和包装,以便于后续使用。
四、工艺优势1.干法制备的隔膜具有较高的电导率和较好的热稳定性。
2.工艺流程简单、易于控制、成本低廉。
3.生产效率高、能够满足大规模生产需求。
五、工艺改进1.优化原材料选择,提高聚丙烯纯度和分子量,以提高隔膜性能。
2.采用新型添加剂,如纳米材料等,在保证安全性前提下提高隔膜电导率。
3.优化拉伸工艺,提高隔膜孔隙度和机械强度。
六、工艺应用干法制备的锂电池隔膜已经广泛应用于锂离子电池、燃料电池等领域,具有较好的性能和市场前景。
锂电池隔膜生产工艺首先,锂电池隔膜的原材料主要是聚合物,一般使用聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)作为基材。
聚丙烯和聚乙烯具有良好的耐化学性和热稳定性,同时又具有较高的电导率和机械强度,非常适合作为锂电池隔膜的材料。
其次,锂电池隔膜的生产工艺主要分为以下几个步骤:1.基材预处理:首先,将聚合物基材通过挤出机进行预处理。
预处理过程中,需要对基材进行加热融化,并通过针孔滤网去除杂质,以提高隔膜的纯度。
2.后处理:在基材预处理之后,需要对隔膜进行一系列的后处理操作,包括冷却、拉伸和收卷。
首先,将预处理好的基材通过冷却辊进行快速冷却,以固化材料的结构。
然后,通过拉伸机拉伸基材,使其具有合适的厚度和孔隙度。
最后,将拉伸好的隔膜通过收卷机进行收卷,方便后续的切割和包装。
3.切割和包装:将收卷好的隔膜进行切割,使其符合锂电池的要求尺寸。
然后,将切割好的隔膜进行包装,以保护其免受外界环境的污染。
4.检测和质量控制:在隔膜生产的每个步骤中,都需要进行严格的检测和质量控制。
通过使用一系列的检测设备和方法,如显微镜、电池性能测试仪等,对隔膜的物理性能和电化学性能进行测试和评估,以确保其质量符合要求。
总结起来,锂电池隔膜的生产工艺主要包括基材预处理、后处理、切割和包装以及检测和质量控制等步骤。
通过以上工艺流程的应用,能够获得具有优良性能的锂电池隔膜。
这些工艺不仅能够提高隔膜的物理性能和电化学性能,还能够确保隔膜的质量稳定性和一致性,进而提高锂电池的安全性和可靠性。
总的来说,锂电池隔膜的生产工艺是非常重要的,对于锂电池的性能和安全性有着不可忽视的影响。
通过合理的工艺流程和严格的质量控制,能够获得高品质的锂电池隔膜,为锂电池的发展做出贡献。
锂电池隔膜生产工艺
一、原料准备
锂电池隔膜生产所需的主要原料包括:聚烯烃树脂、添加剂、无机填料、助剂等。
根据配方设计,将各种原料按照一定比例称重混合,得到待加工的原料。
二、配方设计
配方设计是锂电池隔膜生产的核心环节之一,它决定了产品的性能、成本和生产效率。
根据产品性能要求,研发人员会对各种原料进行筛选和优化,确定最佳的配方比例。
三、熔融挤出
将混合好的原料加入高温熔融挤出机中,熔融挤出后形成片状物,片状物经过冷却后送入纵向拉伸机。
四、纵向拉伸
纵向拉伸机将片状物进行纵向拉伸,使片状物变薄并形成具有一定机械强度的薄膜。
五、横向拉伸
横向拉伸机将纵向拉伸后的薄膜进行横向拉伸,使薄膜宽度增加,同时进一步提高薄膜的机械强度。
六、热处理
热处理环节主要是为了消除薄膜的内应力,提高其尺寸稳定性和机械强度。
同时,通过热处理还可以实现薄膜的干燥和净化。
七、冷却
冷却环节主要是为了将热处理后的薄膜冷却至室温,以消除热处理过程中产生的热量和应力。
八、收卷
收卷环节主要是将冷却后的薄膜收卷成一定直径的卷筒状,以便后续的质量检测和分切包装。
九、质量检测
质量检测环节主要是对锂电池隔膜的各项性能指标进行检测,如厚度、孔隙率、透气性、机械强度等。
检测合格的产品可以进入市场销售,不合格的产品需要进行返工或报废处理。
十、分切包装
分切包装环节主要是将收卷后的薄膜按照一定的尺寸要求进行分切和包装,以适应不同电池型号和规格的需求。
包装好的产品可以进入市场销售。
锂电池隔膜生产工艺流程先跟你说哈,我在这行都混了 20 多年啦!想当年,我刚入行的时候,那真是一头雾水,啥都不懂。
不过呢,慢慢摸索着也就上手了。
这锂电池隔膜生产啊,第一步得准备原材料。
说起这原材料,我想起有一次我搞错了材料的比例,那可真是闹了个大笑话!嗯……好像有点扯远啦。
准备好材料后,就进入加工环节啦。
这加工过程可讲究了,温度、压力啥的都得控制好。
我记得有一回,温度没控制好,出来的隔膜那质量,别提多糟糕了,唉!
然后呢,还有个关键的步骤,就是检测。
这检测就像是给隔膜做体检,有一点点毛病都逃不过。
哇,有时候检测出问题,真让人头疼!
对了,我跟你说,之前我听说有个同行,在生产的时候不小心把设备弄坏了,那损失可大了去了。
这就提醒咱们,操作的时候可得小心谨慎呐!
说到这,我突然想到,现在这技术发展得太快啦,新的工艺层出不穷。
我这老脑筋有时候还真跟不上,我记得好像是这样,不过也可能记错喽。
朋友,你要是自己上手操作,可得多注意细节。
如果遇到问题,别慌,慢慢琢磨。
你说是不是?
好啦,今天就跟你唠到这儿,剩下的就靠你自己去摸索啦!。
锂电池隔膜生产工艺详解
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导读:锂离子电池是现代高性能电池的代表,由正极材料、负极材料、隔膜、电解液四个主要部分组成。
其中,隔膜是一种具有微孔结构的薄膜,是锂离子电池产业链中具技术壁垒的关键内层组件,在锂电池中起到如下两个主要作用:1)隔开锂电池的正、负极,防止正、负极接触形成短路;2)薄膜中的微孔能够让锂离子通过,形成充放电回路。
锂电池隔膜生产工艺复杂、技术壁垒高
高性能锂电池需要隔膜具有厚度均匀性以及优良的力学性能(包括拉伸强度和抗穿刺强度)、透气性能、理化性能(包括润湿性、化学稳定性、热稳定性、安全性)。
据涂布在线了解,隔膜的优异与否直接影响锂电池的容量、循环能力以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
锂电池隔膜具有的诸多特性以及其性能指标的难以兼顾决定了其生产工艺技术壁垒高、研发难度大。
隔膜生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计等诸多工艺。
其中,微孔制备技术是锂电池隔膜制备工艺的核心,根据微孔成孔机理的区别可以将隔膜工艺分为干法与湿法两种。
锂电池隔膜产品
干法隔膜按照拉伸取向分为单拉和双拉
干法隔膜工艺是隔膜制备过程中常采用的方法,该工艺是将高分子聚合物、添加剂等原料混合形成均匀熔体,挤出时在拉伸应力下形成片晶结构,热处理片晶结构获得硬弹性的聚合物薄膜,之后在一定的温度下拉伸形成狭缝状微孔,热定型后制得微孔膜。
目前干法工艺主要包括干法单向拉伸和双向拉伸两种工艺。
干法单拉
干法单拉是使用流动性好、分子量低的聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)聚合物,利用硬弹性纤维的制造原理,先制备出高取向度、低结晶的聚烯烃铸片,低温拉伸形成银纹等微缺陷后采用高温退火使缺陷拉开,进而获得孔径均一、单轴取向的微孔薄膜。
干法单拉工艺流程为:
1)投料:将PE或PP及添加剂等原料按照配方预处理后输送至挤出系统。
2)流延:将预处理的原料在挤出系统中经熔融塑化后从模头挤出熔体,熔体经流延后形成特定结晶结构的基膜。
3)热处理:将基膜经热处理后得到硬弹性薄膜。
4)拉伸:将硬弹性薄膜进行冷拉伸和热拉伸后形成纳米微孔膜。
5)分切:将纳米微孔膜根据客户的规格要求裁切为成品膜。
干法单拉工艺流程
干法双拉
据涂布在线了解,干法双拉工艺是中科院化学研究所开发的具有自主知识产权的工艺,也是中国特有的隔膜制造工艺。
由于PP的β晶型为六方晶系,单晶成核、晶片排列疏松,拥
有沿径向生长成发散式束状的片晶结构的同时不具有完整的球晶结构,在热和应力作用下会转变为更加致密和稳定的α晶,在吸收大量冲击能后将会在材料内部产生孔洞。
该工艺通过在PP中加入具有成核作用的β晶型改性剂,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。
干法双拉工艺流程为:
1)投料:将PP及成孔剂等原料按照配方预处理后输送至挤出系统。
2)流延:得到β晶含量高、β晶形态均一性好的PP流延铸片。
3)纵向拉伸:在一定温度下对铸片进行纵向拉伸,利用β晶受拉伸应力易成孔的特性来致孔。
4)横向拉伸:在较高的温度下对样品进行横向拉伸以扩孔,同时提高孔隙尺寸分布的均匀性。
5)定型收卷:通过在高温下对隔膜进行热处理,降低其热收缩率,提高尺寸稳定性。
湿法隔膜按照拉伸取向是否同时分为异步和同步
湿法工艺是利用热致相分离的原理,将增塑剂(高沸点的烃类液体或一些分子量相对较低的物质)与聚烯烃树脂混合,利用熔融混合物降温过程中发生固-液相或液-液相分离的现象,压制膜片,加热至接近熔点温度后拉伸使分子链取向一致,保温一定时间后用易挥发溶剂(例如二氯甲烷和三氯乙烯)将增塑剂从薄膜中萃取出来,进而制得的相互贯通的亚微米尺寸微孔膜材料。
湿法工艺适合生产较薄的单层PE隔膜,是一种隔膜产品厚度均匀性更好、理化性能及力学性能更好的制备工艺。
根据拉伸时取向是否同时,湿法工艺也可以分为湿法双向异步拉伸工艺以及双向同步拉伸工艺两种。
湿法异步拉伸工艺流程为:
1)投料:将PE、成孔剂等原料按照配方进行预处理输送至挤出系统。
2)流延:将预处理的原料在双螺杆挤出系统中经熔融塑化后从模头挤出熔体,熔体经流延后形成含成孔剂的流延厚片。
3)纵向拉伸:将流延厚片进行纵向拉伸。
4)横向拉伸:将经纵向拉伸后的流延厚片横向拉伸,得到含成孔剂的基膜。
5)萃取:将基膜经溶剂萃取后形成不含成孔剂的基膜。
6)定型:将不含成孔剂的基膜经干燥、定型得到纳米微孔膜。
7)分切:将纳米微孔膜根据客户的规格要求裁切为成品膜。
湿法异步拉伸工艺
湿法同步拉伸技术工艺流程与异步拉伸技术基本相同,只是拉伸时可在横、纵两个方向同时取向,免除了单独进行纵向拉伸的过程,增强了隔膜厚度均匀性。
但同步拉伸存在的问题第一是车速慢,第二是可调性略差,只有横向拉伸比可调,纵向拉伸比则是固定的。
湿法同步拉伸工艺
湿法涂覆是锂电池隔膜发展方向
湿法隔膜整体性能优于干法隔膜
隔膜产品的性能受基体材料和制作工艺共同影响。
隔膜的稳定性、一致性、安全性对于锂电池的放电倍率、能量密度、循环寿命、安全性有着决定性影响。
相比于干法隔膜,湿法隔膜在厚度均匀性、力学性能(拉伸强度、抗穿刺强度)、透气性能、理化性能(润湿性、化学稳定性、安全性)等材料性质方面均更为优良,有利于电解液的吸液保液并改善电池的充放电及循环能力,适合做高容量电池。
从产品力的角度来说湿法隔膜综合性能强于干法隔膜。
湿法隔膜同样存在缺点,除因受限于基体材料导致热稳定性较差外多为非产品因素,如需要大量的溶剂,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、生产难度大、生产效率较低等。
在湿法隔膜中,双向同步拉伸技术可在横、纵两个方向同时取向,免除了单独进行纵向拉伸的过程,增强了隔膜厚度均匀性,产品透明度高、无划伤、光学性能及表面性能优异,是综合性能好的隔膜,在隔膜高端市场中占据着重要的地位,也是现阶段市场表现好的锂电池隔膜。
锂电池隔膜干湿法工艺对比
干湿法工艺隔膜性能对比
涂覆解决湿法隔膜热稳定性问题,性能全面领先干法隔膜
从产品性能来说,相比干法隔膜,湿法隔膜在力学性能、透气性能、理化性能均具有一定优势,通过在基膜上涂布陶瓷氧化铝、PVDF、芳纶等胶黏剂,能够大幅提高隔膜的热稳定性、降低高温收缩率、避免隔膜大幅收缩造成的极片外露,弥补了唯一的热稳定性短板,产品性能已全面领先干法薄膜。
高温条件下涂覆隔膜与常规隔膜
陶瓷涂覆隔膜
陶瓷颗粒涂覆隔膜以基膜为基体,表面涂覆一层Al2O3、SiO2、Mg(OH)2或其他耐热性优良的无机物陶瓷颗粒,经特殊工艺处理后与基体紧密粘结在一起,稳定结合有机物的柔性以及无机物的热稳定性,提高隔膜的耐高温、耐热收缩性能和穿刺强度,进而提高电池的安全性能。
据涂布在线了解,陶瓷复合层一方面可以解决PP、PE隔膜热收缩导致的热失控从而造成电池燃烧、爆炸的安全问题;另一方面,陶瓷复合隔膜与电解液和正负极材料有良好的浸润和吸液保液的能力,大幅度提高了电池的使用寿命。
此外,陶瓷涂覆隔膜还能中和电解液中少量的氢氟酸,防止电池气胀。
PVDF涂覆隔膜
PVDF即聚偏氟乙烯,是一种白色粉末状结晶性聚合物,熔点170℃,热分解温度316℃以上,长期使用温度-40~150℃,具有优良的耐化学腐蚀性、耐高温色变性、耐氧化性、耐磨性、柔韧性以及很高的抗涨强度和耐冲击性强度。
PVDF涂覆隔膜具有低内阻、高(厚度/空隙率)均一性、力学性能好、化学与电化学稳定性好等特点。
由于纳米纤维涂层的存在,该新型隔膜对锂电池电极具有比普通电池隔膜更好的兼容性和粘合性,能大幅度提高电池的耐高温性能和安全性。
此外,该新型隔膜对液体电解质的吸收性好,具有良好的浸润和吸液保液的能力,延长电池循环寿命,增加电池的大倍率放电性能,使电池的输出能力提升20%,特别适用于高端储能电池、汽车动力电池。
芳纶涂覆隔膜
芳纶纤维作为一种高性能纤维,具有可耐受400℃以上高温的耐热性和卓越的防火阻燃性,可有效防止面料遇热融化。
涂覆使用高耐热性芳纶树脂进行复合处理而得到的涂层,一方面能使隔膜耐热性能大幅提升,实现闭孔特性和耐热性能的全面兼备;另一方面由于芳纶树脂对电解液具有高亲和性,使隔膜具有良好的浸润和吸液保液的能力,而这种优秀的高浸润性可以延长电池的循环寿命。
此外,芳纶树脂加上填充物,可以提高隔膜的抗氧化性,进而实现高电位化,从而提高能量密度。
三种主要涂覆隔膜
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