湿法生产锂离子电池隔膜流程简介

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1、SeparatorsforLi-ionBatteries·锂离子电池隔膜摘要：本文重点介绍了湿法锂离子电池隔膜的生产流程，对比了国内外湿法锂离子电池隔膜的性能特点，并简述了锂离子电池隔膜的发展方向。关键词：锂离子电池隔膜聚烯烃微孔膜Abstract:TheproductionprocessofseparatorsforLi-ionbatteriesbywetmethodwasbriefedmainlyinthispaper.Andthepropertiesoftheseparatorsdomesticandabroadarecompared.Thedeve

2、lopingdirectionsofseparatorsforLi-ionbatteriesarealsobriefed.Keywords:Li-ionbatteryseparatorpolyolefenemicroporousmembrance锂离子电池隔膜简介进入21世纪以来，能源问题日益成为制约人类可持续发展的核心问题。为解决能源危机，实现经济的快速增长和社会的可持续发展，新型能源、绿色环保新型材料逐渐得到了各国政府的重视而得到了大力的支持和发展。电池工业，尤其是以锂离子电池为代表的电池工业就是当中的一个闪光点。锂离子电池以其使用方便、比能量高、没有

3、充放电记忆、储电量大、体积小、质量轻、循环寿命长等优点迅速地占据了传统电池的市场而广泛的应用于我们的日常生活当中，是21世纪理想的绿色环保电源，现已广泛的用作移动电话、手提电脑、照相机、摄像机等电源，并且应用领域仍在不断扩展，发展潜力十分巨大[1，2，3]。锂离子电池隔膜是锂离子电池里面其中一个重要的不可或缺的组件之一。它主要是由聚丙烯通过“熔融拉伸晶相间分离”（MSCS）或聚烯烃和成孔剂（有的资料文献[4，5]称为稀释剂）通过“热致性相分离”(TIPS)的方法形成的一种具有微孔结构的薄膜。这也是目前国际上生产锂离子电池隔膜的两种通用方法——干法和湿法。

4、这两种方法的区别在于隔膜微孔的成孔机理的不同。具体地说，干法工艺[6]：将聚丙烯树脂熔融，挤压、吹制成结晶性高分子薄膜，经过结晶化热处理、退火后得到的高度取向的多层结构，在高温下进一步拉伸，将结晶面进行剥离，形成多孔结构薄膜的加工方式。日本的宇部和美国的CELGARD是干法工艺的代表。湿法工艺：由不同相物质混合成均相混合物，经过拉伸等工序形成混合物膜，然后抽提其中一种物质的加工方式。日本的旭化成、东燃是湿法工艺的代表。表1是用干法工艺和湿法工艺生产锂离子隔膜的优缺点比较。锂离子隔膜在锂离子电池中起到如下两个主要作用[4，7]：（1）隔开锂离子电池的正极和

5、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。此外，锂离子隔膜还要具备适当的闭孔温度，限制锂离子电池在使用过程中温度过高而发生短路的微孔自关闭功能；较高的抗撕裂强度、穿刺强度和破膜温度，防止自表1干法工艺和湿法工艺生产锂离子隔膜的优缺点比较比较性能干法工艺湿法工艺孔径大小大小孔径均匀性差好拉伸强度均匀性差，呈各向异性好，呈各向同性横向拉伸强度低高横向收缩率低稍高穿刺强度低高闭孔后温度继续升高导致薄膜破裂而短路的功能；还有耐酸碱性、耐电解液的功能[1，4，8]。湿法生产锂离子电池隔膜流程图1湿法生产锂离子隔膜的整个生产流程

6、图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：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[9]。湿法锂离子隔膜的整个生产流程如图1所示：由于湿法锂离子隔膜“配混”体系的特殊性，所以与BOPP生产相比，每个工序系统都有其独特的结构和功能，现简述如下：投料和配料系统薄膜生产的投料和配料的稳定性直生很好的混合效果，让主料与成孔剂均匀混合；（3）能够让物料与挤出机之间性能或赋予产品以新的性能。经过双向拉伸后的油膜，分子链得接关系到挤出过程的稳定性、并且对厚不打滑、不倒流、能够稳定进料。

7、到了纵横两个方向取向，而成孔剂也均片和薄膜的厚度产生重要的影响，从而当然，挤出机的结构、挤出温度、匀地分布在发生了取向的分子链之间，影响到后续加工和产品的性能和质量，螺杆转速等参数都会对物料塑化和混合形成了特殊的“网-油”混合结构。本例如主料和成孔剂的比例是锂离子电池的效果具有决定性的影响，在此不作论人认为，从热力学上讲这时锂离子隔隔膜微孔孔径的大小及分布的影响因素述。膜的微孔或微孔形状已经是形成了，只之一。所以，投料和配料必须要得到比是成孔剂还仍然占据了孔的位置，堵住较高的精度保证。一般地，用于BOPP生产的单螺杆挤出系统均具有较好的计量铸片冷却系统铸片

8、冷却是将从模头出来的熔体了隔膜的孔眼，使得微孔还没有呈现出来。下料