鋰離子電池隔膜工程手冊(cè)的詳細(xì)資料說(shuō)明

　　在鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。隔膜通俗點(diǎn)的描述就是一層多孔的塑料薄膜，是鋰電材料中技術(shù)壁壘最高的一種高附加值材料，約占鋰電池成本的 10%左右。隔膜技術(shù)難點(diǎn)在于造孔的工程技術(shù)以及基體材料。其中造孔的工程技術(shù)包括隔膜造孔工藝、生產(chǎn)設(shè)備以及產(chǎn)品穩(wěn)定性。基體材料包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加劑。

　　目前聚烯烴隔膜生產(chǎn)工藝可按照干法和濕法分為兩大類，同時(shí)干法又可細(xì)分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。干法單向拉伸工藝是通過(guò)生產(chǎn)硬彈性纖維的方法，制備出低結(jié)晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，在高溫退火獲得高結(jié)晶度的取向薄膜。這種薄膜先在低溫下進(jìn)行拉伸形成微缺陷，然后高溫下使缺陷拉開(kāi)，形成微孔。該工藝經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展在美國(guó)、日本已經(jīng)非常成熟，現(xiàn)在美國(guó) Celgard 公司、日本 UBE 公司采用此種工藝生產(chǎn)單層 PP、PE 以及三層 PP/PE/PP 復(fù)合膜。美國(guó) Celgard 公司擁有干法單向拉伸工藝的一系列專利，日本 UBE 公司是購(gòu)買了 Celgard 的相關(guān)專利使用權(quán)。用這種方法生產(chǎn)的隔膜具有扁長(zhǎng)的微孔結(jié)構(gòu)，由于只進(jìn)行單向拉伸，隔膜的橫向強(qiáng)度比較低，但正是由于沒(méi)有進(jìn)行橫向拉伸，橫向幾乎沒(méi)有熱收縮。干法雙向拉伸工藝是中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所在 20 世紀(jì) 90 年代初開(kāi)發(fā)出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝（CN1062357）。通過(guò)在聚丙烯中加入具有成核作用的β晶型成核劑，利用聚丙烯不同相態(tài)間密度的差異，在拉伸過(guò)程中發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變形成微孔，用于生產(chǎn)單層 PP 膜。國(guó)內(nèi)格瑞恩新能源材料股份有限公司（現(xiàn)改名中科科技）、桂林新時(shí)科技有限公司均與中科院合作采用干法雙向拉伸工藝。濕法又稱相分離法或熱致相分離法，將高沸點(diǎn)的烴類液體或低分子量的物質(zhì)與聚烯烴樹(shù)脂混合，加熱溶化混合物并把熔體鋪在薄片上，然后降溫發(fā)生相分離，再以縱向或雙軸向?qū)Ρ∑鋈∠蛱幚?，最后用易揮發(fā)的溶劑提取液體?？芍苽涑鱿嗷ヘ炌ǖ奈⒖啄げ牧希m用的材料廣。采用該法的具有代表性的公司有日本旭化成、東燃及美國(guó) Entek 等，用濕法雙向拉伸方法生產(chǎn)的隔膜由于經(jīng)過(guò)了雙向拉伸具有較高的縱向和橫向強(qiáng)度。目前主要用于單層的 PE 隔膜。從理論上分析，干法雙向拉伸工藝生產(chǎn)的隔膜經(jīng)過(guò)雙向拉伸，在縱向拉伸強(qiáng)度相差不大的情況下，橫向拉伸強(qiáng)度要明顯高于干法的單向拉伸工藝生產(chǎn)的隔膜。機(jī)械性能方面干法雙向拉伸工藝生產(chǎn)的隔膜更占優(yōu)勢(shì)。但是由于雙向拉伸工藝成核不均勻，孔徑大小不集中，孔徑分布范圍寬，在電池使用過(guò)程中極化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，因此不適合用于大功率放電的動(dòng)力電池。
?