锂离子电池隔膜基础知识.ppt

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1、锂离子电池隔膜基础知识技术部XXX2012.03.09XX高科锂离子电池概况自20世纪90年代初索尼公司开发成功锂离子电池以来，锂离子电池以其能量密度高、循环寿命长和电压高等优异的电性能而获得了迅速的发展。目前已经广泛应用于手机、便携式电脑、照相机、摄像机等电子产品领域。锂离子电池由正负极、电解质和隔膜组成。其中，隔膜的一个重要功能是隔离正负极并阻止电池内穿过，同时能够允许离子的通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。隔膜性能的优劣直接影响着电池的放电容量和循环使用寿命。隔膜及制法介绍隔膜是一种具有纳米级微孔的高分子功能材料。也叫电池隔膜、隔膜纸、

2、多孔膜、离子交换膜、分离膜、离子渗透膜等。生产方法：湿法、干法（单项拉伸、吹膜法、双向拉伸）湿法介绍湿法也叫热致相分离法（TIPS）,或者溶剂萃取成孔法，其化学原理是相分离。基本过程是指在高温下将聚合物溶于高沸点、低挥发性的溶剂中形成均相液，然后降温冷却，导致溶液产生液－固相分离或液－液相分离，再选用挥发性试剂将高沸点溶剂萃取出来，经过干燥获得一定结构形状的高分子微孔膜。湿法生产的特点是产品均匀性好，安全性好，机械性能良好，孔曲折度高。湿法产品的电镜图湿法生产隔膜电镜图湿法生产锂离子电池隔膜流程湿法锂离子电池隔膜的生产工艺流程一般采取同步双向拉伸工艺。工艺流程大致包括：

3、投料配料、挤出塑化、过滤计量、铸片冷却、双向拉伸、牵引切边测厚、后处理、收卷检验、分切打包。湿法生产锂离子电池隔膜流程分解1.投料和配料系统薄膜生产的投料和配料的稳定性直接关系到挤出过程的稳定性、并且对厚片和薄膜的厚度产生重要的影响，从而影响到后续加工和产品的性能和质量，例如主料和成孔剂的比例是锂离子电池隔膜微孔孔径的大小及分布的影响因素之一。所以，投料和配料必须要得到比较高的精度保证。湿法生产锂离子电池隔膜流程分解2.挤出混合系统挤出混合系统是薄膜生产的核心环节之一。挤出混合的好坏，直接影响到后续工序的生产和最终的产品质量。挤出混合需要满足如下的要求：(1)能够具备

4、较强的剪切塑化能力，让主料快速、均匀的塑化；(2)能够产生很好的混合效果，让主料与成孔剂均匀混合：(3)能够让物料与挤出机之、司不打滑、不倒流、能够稳定进料。湿法生产锂离子电池隔膜流程分解3.铸片冷却系统铸片冷却是将从模头出来的熔体经过激冷辊冷却成为固态厚片的过程。铸片冷却起到的作用是：(1)冷却熔体，形成厚片；(2)急冷熔体，降低厚片结晶度，防止球晶的形成；(3)急冷“塑料一成孔剂”混合物熔体，使成孔剂与聚烯烃产生热致性相分离;(4)急冷厚片表面，使已产生相分离的大部分成孔剂被锁在厚片里面，使成孔剂不容易流走和渗出。湿法生产锂离子电池隔膜流程分解4.拉伸系统拉伸系统

5、是薄膜生产的另一个核心环节。目的是使分子链在拉伸的过程中产生取向，从而改善和提高产品的应用性能或赋予产品以新的性能。经过双向拉伸后的油膜，分子链得到了纵横两个方向取向，而成孔剂也均匀地分布在发生了取向的分子链之间。从热力学上讲这时锂离子隔膜的微孔或微孔形状已经是形成了，只是成孔剂还仍然占据了孔的位置，堵住了隔膜的孔眼，使得微孔还没有呈现出来.湿法生产锂离子电池隔膜流程分解5.收卷系统锂离子隔膜的油膜由于成孔剂的存在，收卷张力过小容易造成打滑跑偏，而张力过大又会造成纵向碰得太紧产生纵皱，影响后续加工的质量。湿法生产锂离子电池隔膜流程分解6.洗涤烘干系统洗涤烘干系统是湿法

6、锂离子隔膜生产特有的工序过程。因为经上工序加工后的薄膜虽然主料膜网与成孔剂基本上已经产生了相分离，但成孔剂还仍然分布在产生了双向取向的分子链之间。洗涤烘干系统的作用就是将成孔剂从油膜的孔中赶出来或萃取出来，形成(准确的讲应该是“呈现出”)能让锂离子通过的微孔。湿法生产锂离子电池隔膜流程分解6.洗涤烘干系统洗涤过程就是溶剂(萃取剂)萃取成孔剂，溶剂取代成孔剂剂位置的过程；而烘干过程就是加快萃取剂的挥发，空气取代萃取剂位置的过程，当然烘干过程也是萃取剂循环回收的过程。经过洗涤烘干后的薄膜由透明变成了白色，这说明锂离子隔膜的微孔已经形成了。聚烯烃材料（原材料）聚乙烯英文名称：

7、polyethylene，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯无味，无毒,为白色蜡状半透明颗粒或粉末，柔而韧，手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,比水轻，电绝缘性能优良。nCH2=CH2→[—CH2—CH2—]n高密度聚乙烯（HDPE）熔点范围为132-135℃其他原料介绍白油（whiteoil）也叫液体石蜡、石蜡油、白色油、paraffinoil、矿物油。为无色透明油状液体，无味，闪点164-223℃，为液体类