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隔膜技术工艺专业品质

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无锡市博宇塑机有限公司
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江苏省无锡市新吴区江溪街道坊前镇泰伯大道

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产品品牌:
产品型号:4000mmBY-8um
产品规格:隔膜外形尺寸: 145x12x8M 产品厚度: 7um 类型:连续挤出 产品速度: 50m/min 成型方法: 挤出成型 产量: 78kg/h
产品详情
13328115976隔膜技术工艺专业品质,电池隔膜应该具有机械强度,不会扭曲和屈服,以保证正极和负极在电池使用的全寿命周期中不会彼此接触。隔膜还必须在高温下具有尺寸稳定性,特别是对高功率电池的应用而言。完全充满电的电池在电极-电解液的接口呈现高度氧化和还原环境,保持隔膜在这种环境下的稳定性就显得特别重要。液态电解质锂离子电池所用隔膜可以分为:微孔高分子膜,非织造布及复合隔膜。由于具有加工成本较低和机械性能较好的优点,微孔高分子膜使用最广泛。非织造布的优点是成本低和热稳定性好。而复合隔膜由于提供了极好的热稳定性和对非水电解质的浸润性,近来也引起很大的关注。隔膜是避免锂电池内部热失控的关键部件,尽管具有热关闭性能的隔膜上世纪 90 年代就已经商品化了,但它对于加工缺陷造成的硬性内部短路却是无效的。为了减轻内部短路,在过去几年中人们提出了两种技术路线。一是制备具有高熔点,低的高温收缩性和优异的机械性能(特别是抗穿刺强度)的隔膜。二是制备陶瓷改善的隔膜。后者要么在表面具有陶瓷层,要么将陶瓷粉末分散于高分子材料中,其中陶瓷起的主要作用是防止电极间的空间坍塌,从而避免热失控情况下的内部短路。
目前使用的锂电池隔膜一般都能提供一个附加功能,就是热关闭。这一特性也为锂电池的提供了额外的帮助。这是因为隔膜所用聚烯烃材料具有热塑性,当温度接近材料熔点时,微孔闭合形成热关闭,从而阻断离子的继续传输而形成断路,起到保护电池的作用。隔膜还必须防止电极在高温下互相接触,因此在高温下的收缩需要最小化。目前使用最广泛的制备隔膜的两种工艺是干法工艺和湿法工艺,两种工艺都需要采用挤出机,并且在一个或两个方向进行拉伸。拉伸目的是要引入和增加孔隙率并改善拉伸强度,两者都采用低成本的聚烯烃作为原料,因此隔膜成本大部分由加工方法决定。
干法工艺:在干法工艺中,熔融挤出的聚烯烃薄膜直接在熔点以下进行高温退火处理,以促进晶体生长和/或增加晶体的尺寸和数量。规则排列的晶体具有平行排列的片晶,方向垂直于挤出方向。薄膜通常先在较低温度下进行单轴拉伸,随后在较高温度下进行拉伸。通过使用轧辊,可获得沿挤出方向 150%~ 250% 的拉伸,多孔结构在这一过程中就形成了。随后进行热处理来固定这些微孔并释放薄膜中的残余应力。采用干法制备的多孔隔膜通常显示出特征的裂缝状的微孔结构.纳米尺寸的纤维连接了相邻的晶区。通常来说,单轴拉伸的薄膜显示出较好的机械性能 (150MPa 的拉伸强度),但是沿挤出方向有高的热缩性;而在横向上,则显示较低的拉伸强度 (15Mpa) 而热缩性则可以忽略。采用干法不需要使用溶剂,但是这种方法只适用于可以形成半结晶结构的高分子。提高退火温度可进一步提高结晶度。
湿法工艺:在湿法工艺中,高分子在高温下被挤出或吹制成薄膜前,需要将增塑剂(或低分子量的物质,例如石蜡油和矿物油)加入到高分子中。在薄膜固化后,通过使用易挥发溶剂 (例如二氯甲烷和三氯乙烯),增塑剂被从薄膜中萃取出来,从而留下了亚微米尺寸的微孔。随后,多孔薄膜通过一个溶剂萃取器来移除其中的溶剂。采用湿法工艺制备的隔膜通常进行双轴拉伸来扩大微孔的尺寸以及增加孔隙率。湿法工艺得到的隔膜中的孔更加类似圆形。沿挤出方向和横向的拉伸强度相差不多,两者都可以超过 100 Mpa。由于没有要求在拉伸前需要形成半结晶性结构,因此与干法工艺相比,湿法工艺可用于更多的高分子。另外,增塑剂的使用降低了粘度,因此改善了高分子的加工性能。但是,湿法过程中的增塑剂萃取增加了生产成本。许多参数,例如淬冷温度,拉伸速率和薄膜厚度等都会影响隔膜的形貌。Ma 等人的研究表明,在增塑剂萃取前拉伸可以产生平均尺寸更小的微孔和更窄的孔径分布(相比增塑剂萃取后拉伸)。除了干法和湿法之外,还有其他一些方法也被研究用来制备锂离子电池用隔膜。相转化就是另一种为人熟知的制备薄膜的方法。
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