談一談，電池隔膜材料

文章來源：涂布之家　發(fā)布時(shí)間：2020-02-27人氣：1407

市場(chǎng)上商業(yè)化的鋰電池隔膜主要是以聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)為主的微孔聚烯烴隔膜，這類隔膜憑借著較低的成本、良好的機(jī)械性能、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于鋰電池隔膜中。實(shí)際應(yīng)用中又包括了單層PP或PE隔膜、雙層PE/PP復(fù)合隔膜以及三層PP/PE/PP復(fù)合隔膜等。

鋰離子電池隔膜制備方法主要分為干法和濕法兩大類。

干法是將聚烯烴樹脂熔融、擠壓、吹膜制成結(jié)晶性聚合物薄膜，經(jīng)過結(jié)晶化處理、退火后，得到高度取向的多層結(jié)構(gòu)，在高溫下進(jìn)一步拉伸，將結(jié)晶面進(jìn)行剝離，形成多孔結(jié)構(gòu)，可以增加薄膜的孔徑。

濕法又稱相分離法或熱致相分離法，將液態(tài)烴或小分子物質(zhì)與聚烯烴樹脂混合，加熱熔融后，形成均勻的混合物，然后降溫進(jìn)行相分離，壓制得膜片，再將膜片加熱至接近熔點(diǎn)溫度，進(jìn)行雙向拉伸使分子鏈取向，最后保溫一定時(shí)間，用易揮發(fā)物質(zhì)洗脫殘留的溶劑，制備出相互貫通的微孔膜。

干法工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，但孔徑和孔隙率難以控制，產(chǎn)品難以做薄;濕法工藝薄膜孔徑小而且均勻，薄膜更薄，但是投資大，工藝復(fù)雜。

新能源汽車所需的鋰離子動(dòng)力電池往往要求電池有更大的容量、更高的電壓、更長(zhǎng)的循環(huán)性能、更高的安全性能、長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定輸出的均一性能以及為汽車提供瞬間加速的大倍率放電性能，因而其要求隔膜具有高孔隙率、良好的浸潤(rùn)性、較高的強(qiáng)度、良好的熱尺寸穩(wěn)定性、合適的熱關(guān)閉溫度和很高的熱熔化溫度;由于濕法隔膜具有孔隙率高、強(qiáng)度高、閉孔溫度低等特點(diǎn)，目前運(yùn)用于動(dòng)力電池中已逐漸成為主流。

國(guó)內(nèi)高端鋰電池隔膜市場(chǎng)主要由日本旭化成、日本東燃化學(xué)、日本UBE、韓國(guó)W-Scope、美國(guó)Celgard等進(jìn)口廠商占領(lǐng)。

國(guó)產(chǎn)隔膜產(chǎn)品與國(guó)外差距有很大一部分原因取決于原材料。

國(guó)外知名隔膜廠家都有自己的專用料，要么自己生產(chǎn)原料，要么和原料廠家聯(lián)合開發(fā)隔膜專用料;聚烯烴隔膜對(duì)原材料主要有力學(xué)性能、溶解性、分散性、清潔度等方面的要求，用于隔膜生產(chǎn)的基材屬于相對(duì)高分子量的聚烯烴專用料，目前進(jìn)口材料仍占有較大份額，國(guó)產(chǎn)材料使用量較低。

塞拉尼斯旗下的泰科納(Ticona)公司推出了適用于鋰電隔膜生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯，具有高拉伸強(qiáng)度、化學(xué)惰性和低熔流性。產(chǎn)品規(guī)格為50-1000萬分子量，并可根據(jù)客戶要求定制產(chǎn)品。

埃克森美孚化工為東燃化學(xué)特殊定制隔膜專用料，加上東燃化學(xué)自身的工藝技術(shù)，產(chǎn)出的隔膜能有效提高鋰電池安全性及可靠性。

國(guó)際化工巨頭利安德巴塞爾(Lyondellbasell)的聚烯烴專用料也已被成功引入中國(guó)，包括適用于濕法工藝HDPE的GX5028和適用于干法工藝PP的E4462。

引人注目的是2017年5月27日揚(yáng)子石化首次成功試生產(chǎn)了鋰離子電池隔膜用特高分子量聚乙烯新產(chǎn)品YEV-4500，并于近日正式開始進(jìn)行市場(chǎng)推廣，這一新產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，打破了進(jìn)口產(chǎn)品的壟斷，是揚(yáng)子石化在高端聚烯烴領(lǐng)域取得的又一次突破。

特高分子量聚乙烯(UHMWPE)由于其優(yōu)異的性能，可改進(jìn)隔膜高溫熔體完整性(HTMI)，顯著提高破膜溫度，HTMI對(duì)于提高插電式混合動(dòng)力汽車的安全至關(guān)重要;同時(shí)還將賦予隔膜更高的穿刺強(qiáng)度、更高的孔隙率與機(jī)械強(qiáng)度，是制造高端鋰電池隔膜的理想原材料。

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