关于锂离子电池隔膜干法和湿法的不同点,你知道吗?
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在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的锂离子电池隔膜,那么接下来让小编带领大家一起学习锂离子电池隔膜。电动汽车使用环境相对严苛,对安全性要求较高,需要使用厚膜,湿法工艺制作的隔膜较薄,容易击穿导致电池短路,而干法工艺制作的隔膜厚度通常在20-40um,且熔点高,具有较强的安全性,因此主要使用干法隔膜。
由于干式双拉伸工艺的孔径分布不均匀且稳定性差,因此电动汽车主要采用隔膜的干式单拉伸工艺。 另外,干法分离器的生产成本比湿法分离器的生产成本低。 电力和储能领域中使用的电池需要使用大量的隔膜,这对成本更加敏感。 因此,干式隔膜最适合于动力电池和储能电池。 便携式电池对成本相对不敏感,并且更加关注能量密度。 干法隔板的厚度过高会导致电池能量密度低,而湿法隔板的厚度可能低至9um。 从成本和技术两个方面考虑,短期内干法将在国内动力隔膜市场上占主导地位,但从长远来看,湿法将是未来技术发展的方向。
隔膜是锂离子电池制备的核心。锂离子电池隔膜通常根据工艺分为干法和湿法。因此,分离器产品也分为两类:干法和湿法。锂离子电池隔膜具有许多特性,并且对其生产工艺提出了特殊要求。生产过程包括原料配方和配方快速调整,微孔制备过程以及成套的设备独立设计过程。
隔板是决定锂离子电池性能,安全性和成本的重要组成部分。锂离子电池的放电原理是,正极材料中的锂离子Li +脱嵌并通过电解质移动到负极,而电子通过外部电路从正极移动到负极而形成阳极。当前的正极材料和负极材料接触后,将导致电池短路,甚至燃烧并爆炸。隔膜作为一种绝缘材料,其主要功能是防止由于正极材料和负极材料之间的接触而引起的短路,并且它已成为确保电池安全性的最重要部分之一。隔膜可以浸入电解液中,并且表面上有大量的微孔可让锂离子通过。
锂离子电池隔板的成本约为电池成本的1/3。锂离子电池膜的材料可分为:编织膜,无纺膜(无纺布),微孔膜,复合膜,纸膜,卷膜等。聚烯烃材料具有出色的机械性能,化学稳定性和相对便宜的特性。因此,在锂离子电池开发的早期,聚烯烃微孔膜如聚乙烯和聚丙烯已被用作锂离子电池的隔膜。
锂离子电池隔膜的干燥方法可分为单轴拉伸过程和双轴拉伸过程。干式单轴拉伸工艺是生产硬质弹性纤维以制备具有低结晶度的高度取向的聚丙烯或聚乙烯膜的方法。在高温退火过程中,获得具有高结晶度的膜。这种薄膜首先在低温下拉伸以形成微缺陷,然后在高温下将缺陷拉开以形成微孔。
干式双轴拉伸法是由中国科学院化学研究所于1990年代初开发的具有自主知识产权的方法。在干式双轴拉伸过程中,通过将具有成核作用的β晶体改性剂添加到聚丙烯中,在拉伸过程中,聚丙烯不同相之间的密度差用于将聚丙烯从晶体形式转变为微观结构。
湿法将液态烃或某些小分子物质与聚烯烃树脂混合。在加热和熔融之后,形成均匀的混合物,然后降低温度以进行相分离,并挤压隔膜,然后将隔膜加热至接近熔点的温度以进行双向拉伸。拉伸使分子链取向,并最终保持一定时间,然后用挥发性物质洗脱残留溶剂,以制备互穿的微孔膜材料。日本的Asahi Kasei,日本的Tonen,韩国的SK等都使用此过程。
就物理和机械性能而言,通过干式单轴拉伸工艺生产的膜具有更多的优势。通过湿法生产的锂离子电池隔膜具有高孔隙率和良好的透气性,可以满足动力锂电池大电流充放电的要求。相反,由于湿法生产过程使用聚乙烯基材,因此聚乙烯基材的熔点仅为140℃。因此,与锂离子电池膜的干法生产相比,锂离子电池膜的湿法生产的热稳定性差。
相信通过阅读上面的内容,大家对锂离子电池隔膜有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。