鋰離子電池隔膜的生產工藝原理

磷酸鐵鋰離子電池隔膜的生產工藝重要分為干法和濕法，其中干、濕法工藝的重要步驟和原理為：

1、干法先對聚烯烴樹脂進行熔融、擠壓和吹制操作，形成結晶性高分子薄膜，然后進行結晶化熱處理和退火操作，獲得高度取向的薄膜結構，然后在高溫中拉伸，測試結晶截面分離，形成多孔結構電池隔膜。干法工藝中還可以分為單向拉伸和雙向拉伸。

2、濕法傳統濕法制備以相轉化法為主，近年以TIPS熱致相分離法為主。原理為將結晶性聚合物、熱塑性聚合物以及具有高沸點的小分子化學物稀釋劑(比如石蠟油)進行混合，在高溫下形成均相溶液，然后降低溶液溫度，使混合物發生固液相分離或者液液分離，將小分子化學物稀釋劑萃取脫除后，形成熱塑性與結晶性聚合物的多孔隔膜。

磷酸鐵鋰離子電池隔膜具有的諸多特性以及其性能指標的難以兼顧決定了其生產工藝技術壁壘高、研發難度大。隔膜生產工藝包括原材料配方和快速配方調整、微孔制備技術、成套設備自主設計等諸多工藝。其中，微孔制備技術是磷酸鐵鋰離子電池隔膜制備工藝的核心，根據微孔成孔機理的差別可以將隔膜工藝分為干法與濕法兩種。

干法隔膜按照拉伸取向分為單拉和雙拉

干法隔膜工藝是隔膜制備過程中最常采用的方法，該工藝是將高分子聚合物、添加劑等原料混合形成均勻熔體，擠出時在拉伸應力下形成片晶結構，熱處理片晶結構獲得硬彈性的聚合物薄膜，之后在一定的溫度下拉伸形成狹縫狀微孔，熱定型后制得微孔膜。目前干法工藝重要包括干法單向拉伸和雙向拉伸兩種工藝。

干法單拉工藝流程為：

1）投料：將PE或PP及添加劑等原料按照配方預處理后，輸送至擠出系統。

2）流延：將預處理的原料在擠出系統中，經熔融塑化后從模頭擠出熔體，熔體經流延后形成特定結晶結構的基膜。

3）熱處理：將基膜經熱處理后得到硬彈性薄膜。

4）拉伸：將硬彈性薄膜進行冷拉伸和熱拉伸后形成納米微孔膜。

5）分切：將納米微孔膜根據客戶的規格要求裁切為成品膜。

干法雙拉工藝流程為：

1）投料：將PP及成孔劑等原料按照配方預處理后輸送至擠出系統。

2）流延：得到β晶含量高、β晶形態均一性好的PP流延鑄片。

3）縱向拉伸：在一定溫度下對鑄片進行縱向拉伸，利用β晶受拉伸應力易成孔的特性來致孔。

4）橫向拉伸：在較高的溫度下對樣品進行橫向拉伸以擴孔，同時提高孔隙尺寸分布的均勻性。