锂离子电池隔膜的生产工艺原理

磷酸铁锂离子电池隔膜的生产工艺重要分为干法和湿法，其中干、湿法工艺的重要步骤和原理为：

1、干法先对聚烯烃树脂进行熔融、挤压和吹制操作，形成结晶性高分子薄膜，然后进行结晶化热处理和退火操作，获得高度取向的薄膜结构，然后在高温中拉伸，测试结晶截面分离，形成多孔结构电池隔膜。干法工艺中还可以分为单向拉伸和双向拉伸。

2、湿法传统湿法制备以相转化法为主，近年以TIPS热致相分离法为主。原理为将结晶性聚合物、热塑性聚合物以及具有高沸点的小分子化学物稀释剂(比如石蜡油)进行混合，在高温下形成均相溶液，然后降低溶液温度，使混合物发生固液相分离或者液液分离，将小分子化学物稀释剂萃取脱除后，形成热塑性与结晶性聚合物的多孔隔膜。

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充电温度：-20~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃支持最大放电倍率：3C
-40℃ 3C放电容量保持率≥70%

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磷酸铁锂离子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。隔膜生产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，微孔制备技术是磷酸铁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。

干法隔膜按照拉伸取向分为单拉和双拉

干法隔膜工艺是隔膜制备过程中最常采用的方法，该工艺是将高分子聚合物、添加剂等原料混合形成均匀熔体，挤出时在拉伸应力下形成片晶结构，热处理片晶结构获得硬弹性的聚合物薄膜，之后在一定的温度下拉伸形成狭缝状微孔，热定型后制得微孔膜。目前干法工艺重要包括干法单向拉伸和双向拉伸两种工艺。

干法单拉工艺流程为：

1）投料：将PE或PP及添加剂等原料按照配方预处理后，输送至挤出系统。

低温高能量密度18650 3350mAh -40℃ 0.5C放电容量≥60%

充电温度：0~45℃
放电温度：-40~+55℃
比能量：240Wh/kg
-40℃放电容量保持率：0.5C放电容量≥60%

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2）流延：将预处理的原料在挤出系统中，经熔融塑化后从模头挤出熔体，熔体经流延后形成特定结晶结构的基膜。

3）热处理：将基膜经热处理后得到硬弹性薄膜。

4）拉伸：将硬弹性薄膜进行冷拉伸和热拉伸后形成纳米微孔膜。

5）分切：将纳米微孔膜根据客户的规格要求裁切为成品膜。

干法双拉工艺流程为：

1）投料：将PP及成孔剂等原料按照配方预处理后输送至挤出系统。

2）流延：得到β晶含量高、β晶形态均一性好的PP流延铸片。

3）纵向拉伸：在一定温度下对铸片进行纵向拉伸，利用β晶受拉伸应力易成孔的特性来致孔。

4）横向拉伸：在较高的温度下对样品进行横向拉伸以扩孔，同时提高孔隙尺寸分布的均匀性。