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锂电隔膜技术难点以及加工工艺解析

2023-12-05   点击量:69

锂电隔膜技术难点哪几种?


国内许多公司都在尝试突破国外技术壁垒,开发锂电隔膜,但难度较大。难度重要体现在以下3个方面:


一是传统制备隔膜工艺的相关专利基本被美国和日本的少数公司所垄断,我国在加工技术方面缺乏自主知识产权;


二是国内公司在加工锂电隔膜的关键技术方面特别是产业化技术方面较为欠缺,很多公司在小试时往往能够拿出较好的样品,但大规模加工时产品的一致性较差;


三是我国在新工艺、新办法的研究方面与国际同步,但新的工艺往往对设备和工艺过程控制要求较高,我国的精密生产设备基础比较薄弱,限制了产业化。


尽管难度大,但是国产锂电隔膜已经开始起步。现在国内一些公司在国产化方面已取得了一些技术突破,如深圳市星源材质科技股份有限公司、佛山市金辉高科光电材料有限公司、河南新乡格瑞恩新能源材料股份有限公司等,这些公司都已加工出具有自主知识产权的锂离子电池隔膜,但目前大多是供应中、低端市场,还要膜技术的进一步成熟。


隔膜的高技术壁垒在整个动力锂离子电池原材料中相对较高,核心技术被日本、美国等一些国家的公司垄断,导致我国隔膜加工公司加工的隔膜质量比较国际水平仍存在较大差距。


锂电隔膜加工工艺


目前,锂离子电池隔膜的加工办法重要有两种:干法(熔融拉伸法)和湿法(热致相分离法)。干法膜重要加工PP膜,工艺经历几十年发展,较为成熟,具体分为单向拉伸和双向拉伸,我国目前常用办法为单向拉伸。湿法为最近几年才兴起的技术,重要加工PE膜。


干法工艺重要是将聚烯烃树脂熔融,挤出制成结晶性聚合物薄膜,结晶化后获得高结晶度结构,随后在高温下拉伸,将结晶结构剥离,形成多孔薄膜。该办法设备成熟、流程相对简单、加工无污染。湿法工艺重要是将液态烃或一些高沸点小分子物质与聚烯烃树脂混合后熔融,经挤出、流延、双向拉伸、萃取等工艺制备出相互贯通的微孔膜。


可以看到,锂电湿法膜相有关干法膜而言,其工艺流程更加复杂,因此也更适用于大功率、高容量电池。补贴门槛的提高、消费者有关高续航里程电动汽车的需求以及对安全性能的要求又直接提高了对电池容量、功率的要求,从而为湿法膜市场带来更多机会。


锂离子电池隔膜加工工艺复杂、技术壁垒高。隔膜加工工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计等诸多工艺。其中,微孔制备技术是锂离子电池隔膜制备工艺的核心,根据微孔成孔机理的差别可以将隔膜工艺分为干法与湿法两种。


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钜大特种电池工程研究院

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