大家好!我是不言,这是我的第182篇原创文章。
今天来聊一聊锂离子电池用隔膜的不同工艺(干法和湿法)。
干法/湿法隔膜的核心差异在于制备工艺:无溶剂拉伸 vs 热致相分离。本文解析两者微观结构、机械强度及动力/储能场景适配性。
隔膜的主要生产方法
1.工艺原理与流程
1.1干法隔膜
工艺原理:通过熔融挤出聚烯烃树脂(如PP、PE),经退火形成结晶结构,再通过单向或双向拉伸剥离晶界形成微孔。分为单向拉伸(晶片分离)和双向拉伸(晶型转换)两种方式。
流程:熔融挤出→退火→拉伸→热定型。无需溶剂,工艺简单,无环境污染。
代表企业:美国Celgard、日本UBE、中国星源材质等。
1.2湿法隔膜
工艺原理:利用热致相分离(TIPS),将聚烯烃树脂与高沸点小分子(如石蜡油)混合成均相溶液,降温分相后双向拉伸,再萃取溶剂形成微孔。
流程:混合熔融→铸片→双向拉伸→溶剂萃取→干燥。需大量溶剂,成本高且可能污染环境。
代表企业:日本旭化成、东燃、韩国SK等。
2.微观结构与性能
3.优缺点对比
干法隔膜的优势:
工艺简单、能耗低、无溶剂污染;
热稳定性好,适用于高功率电池。
干法隔膜的劣势:
孔径均匀性差,电解液浸润性弱;
厚度控制难,薄隔膜易穿孔。
湿法隔膜的优势:
孔隙均匀、浸润性好,适合高能量密度电池;
机械强度高,抗枝晶穿刺能力强。
湿法隔膜的劣势:
溶剂污染环境,成本高;
热收缩率较高(高温下易变形)。
4.应用场景
干法隔膜:适用于对成本敏感、需高安全性的场景,如储能电池、消费电子产品。
湿法隔膜:主流用于动力电池(如电动汽车),因其高孔隙率和大电流性能优势(如旭化成PE隔膜)。
涂覆改良:湿法基膜常通过陶瓷(AlO)或PVDF涂覆提升耐热性,占涂覆隔膜市场的90%以上。
不同隔膜的 DSC 曲线
5.总结
干法隔膜以低成本、高耐温性见长,但均匀性不足;湿法隔膜性能优异但成本高,通过涂覆技术进一步拓展应用。两者差异源于工艺本质,选择需结合电池类型(如动力/储能)及性能需求。
以上内容均为本人日常工作,交流,阅读文献所得,由于本人能力有限,文中阐述观点难免会有疏漏,欢迎业内同仁积极交流,共同进步!
参考资料:
1.锂离子电池隔膜物理及电化学性能评价及对比,杨润杰
2.隔膜对商用500Ah锂离子电池的影响,段体超
3.锂离子电池隔膜的发展现状与进展,于捷
原文标题:干法 vs 湿法隔膜:锂电“微孔之道”的工艺博弈
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