鋰離子電池隔膜制造工藝的優缺點是什么?

聚烯烴是鋰離子電池隔膜的基本材料。聚烯烴具有優異的機械性能、化學穩定性和較低的成本。隔膜基體材料重要包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加劑。膜片中的基體材料直接關系到膜片的力學性能和電解液的潤濕程度。雖然近年來有研究用聚偏氟乙烯(PVDF)、纖維素復合膜等材料制備鋰離子電池膜，但目前商用電池膜材料仍重要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。

鋰離子電池分離器制造技術

鋰離子電池膜穿孔的工程技術重要包括濕法工藝和干法工藝，干法工藝包括單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。

1.濕法生產鋰離子電池隔膜

濕法又稱相分離法或熱誘導相分離法。在聚烯烴中加入高沸點的小分子作為導孔劑，加熱后熔合成均勻體系，再在較低的溫度下進行相分離。在拉伸后，用有機溶劑提取小分子，可以得到互穿微孔膜材料。

采用這種方法的代表性公司有朝日化工、東郊燃氣、恩泰克等。目前重要用于單層PE隔膜。

雖然孔隙度和滲透率可以控制在很大的范圍內，但濕法工藝要大量的有機溶劑。一方面要考慮溶劑的回收利用，新增了工藝的復雜性和成本，另一方面也污染了環境。

2.干式雙向拉伸工藝用于鋰離子電池隔膜的生產

干式雙軸拉拔工藝是我國科學院化學研究所九十年代初開發的具有自主知識產權的工藝。通過加入聚丙烯而成核

采用結晶型改進劑，利用聚丙烯在拉拔過程中不同相態之間的密度差來改變結晶型，形成微孔。

3.用于生產鋰離子電池隔膜的單向干拔工藝

采用單向干拔工藝，通過生產硬彈性纖維生產結晶度低的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，通過高溫退火得到結晶度高的聚丙烯或聚乙烯薄膜。薄膜在低溫下拉伸形成微缺陷，然后在高溫下拉開形成微孔。

經過幾十年的發展，這一過程在美國和日本已經非常成熟。目前美國Celgard公司和日本UBE公司采用此工藝生產單層PP、PE和三層PP/PE/PP復合膜。由于國外專利保護和知識產權的限制，我國單向拉伸法制膜的產業化進展緩慢。

該方法制備的隔膜為長而扁平的微孔結構，由于只在一個方向拉伸，橫向強度較差，而在另一個方向不拉伸，幾乎沒有橫向熱收縮。

從干法和濕法兩種方法來看，干式雙軸拉伸法制備的膜在物理性能和機械性能上都更加有優勢，可以滿足大功率電池大電流充放電的要求。因此，采用干式雙軸拉伸工藝生產的隔膜更適用于電動汽車動力鋰電池。

復合膜

隔膜有兩層(PP/PE)和三層(PP/PE/PP)。當三層膜的溫度升高時，中間的PE在130度時熔化并收縮，導致熱封。但是因為外面PP的熔點是160度，所以膜還是可以保持一定的安全性，所以三層膜也更適合動力鋰電池。Celgard和UBE擁有技術和專利權。