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隔膜干法、湿法工艺分析:锂电池四大主材中技术壁垒最高环节

发布时间:2019-09-16  来源:立鼎产业研究网  点击量: 3371 

立鼎产业研究中心发布的《2019年中国隔膜行业市场前景分析及发展趋势研究报告》研究显示:隔膜是锂电池材料中技术壁垒最高的环节,其性能的优劣对锂电池的轻量化和安全性至关重要,直接影响电池内阻、循环使用寿命、电池容量等性能,是锂离子电池的重要组成部分,是支撑锂离子电池完成充放电电化学过程的重要构件。湿法隔膜比干法隔膜在力学性能、透气性能和理化性能方面均具有一定优势,涂覆后可以大幅提升湿法隔膜的热稳定性,总体来说湿法涂覆隔膜具有明显的性能优势。

隔膜属于高分子材料,本身和电化学材料技术体系不同。我们通过对专利的分析,得出初步结论:国际巨头的专利结构是类似的,以电池模组为主,工程能力最优,材料相对较弱。这是国内电池普遍的发展路径。而在材料当中,隔膜的理解是最弱的。

高性能锂电池需要隔膜具有厚度均匀性以及优良的力学性能、透气性能、理化性能(包括润湿性、化学稳定性、热稳定性、安全性)。锂电池隔膜具有的诸多特性以及其性能指标的难以兼顾决定了其生产工艺技术壁垒高、研发难度大。其中隔膜造孔工艺难度高,无成套生产设备,产品稳定性保持难;集体材料聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂等高分子材料复杂性和知识含量高,直接影响隔膜厚度、面密度、力学性能一致性,决定隔膜微孔的尺寸和分布的均一性,而微孔的尺寸和分布直接影响到隔膜的孔隙率、透气性、吸液率。

锂电池材料中隔膜技术壁垒最高


资料来源:公开资料

隔膜六大性能参数,性能指标难以兼顾研发难度大


资料来源:公开资料

干法是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹膜制成结晶性聚合物薄膜,经过结晶化处理、退火后,得到高度取向的多层结构,在高温下进一步拉伸,将结晶界面进行剥离,形成多孔结构,可以增加薄膜的孔径;优点是工艺相对简单、附加值高、无环境污染,缺点是孔径及孔隙率较难控制、产品不能做得很薄。

湿法又称相分离法或热致相分离法,将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合,加热熔融后,形成均匀的混合物,然后降温进行相分离,压制得膜片,再将膜片加热至接近熔点温度,进行双向拉伸使分子链取向,最后保温一定时间,用易挥发物质洗脱残留的溶剂,可制备出相互贯通的微孔膜材料。优点是隔膜孔径范围比较小而均匀、双向拉伸强度高、膜更薄,缺点是投资大、周期长、工艺复杂。

干湿法工艺区别,湿法隔膜具有性能优势


资料来源:公开资料

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