市场上商用的锂电池隔膜主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)基的微孔多烯垂直隔膜,这种隔膜具有成本低、机械性能好、化学稳定性和电化学稳定性优异等优点,被广泛应用于锂电池隔膜中。
在实际应用中还包括单层PP或PE膜片、双层PE/PP复合膜片和三层PP/PE/PP复合膜片。
锂离子电池隔膜的制备方法主要分为干法和湿法。
干燥法是将聚合物薄膜熔化、挤压和吹制成结晶聚合物薄膜。
经过结晶处理和退火,得到高度定向的多层结构,在高温下进一步拉伸,晶面剥离形成多孔结构,可以增大膜的孔径。
湿法又称相分离法或热诱导相分离法,将液体垂直或小分子物质与树脂垂直的多烯混合物,经熔融、加热形成均质混合物,然后冷却相分离,压制膜片,再加热到接近熔点温度的膜片,并双向拉伸分子链取向,保温时间,洗脱残留溶剂与挥发性物质,
制备了互穿微孔膜。
干燥工艺相对简单,但孔径和孔隙度难以控制,产品难以薄化。
湿法工艺膜孔径小且均匀,薄膜薄,但投资大,工艺复杂。
新能源汽车所需的锂离子动力电池,往往要求电池具有更大的容量、更高的电压、更长的循环性能、更高的安全性能、长期稳定的输出均匀性性能和为汽车提供瞬间加速的大倍率放电性能。
因此要求膜片孔隙率高、侵入性好、强度高、热尺寸稳定性好、合适的热闭合温度和较高的热熔化温度。
湿式分离器由于其高孔隙率、高强度和低闭孔温度的特点,已逐渐成为动力电池的主流。
国内高端锂电池隔膜市场主要被日本旭崎、日本东固化工、日本宇部、韩国W-SCOPE、美国赛嘉德等进口厂商占据。
国内隔膜产品与国外隔膜产品存在较大差距,部分原因在于原材料。
国外知名隔膜厂家有自己生产的专用材料,或自己生产的原料,或联合开发的隔膜专用材料和原料厂家;
多烯火焰膜片对原料主要有较强的化学性能、溶解度、分散性、洁净度等方面的要求,用于膜片生产的基材属于相对分子量较高的多烯垂直特种材料,目前进口材料仍占较大份额,国产材料使用量较低。
Ticona是塞拉尼斯公司的子公司,提供用于生产锂电隔膜的超高分子量聚乙烯(UHMWPE),具有高拉伸强度、化学惰性和低通量。
产品规格为万-万分子量,并可根据客户要求定制。
埃克森美孚化工为东燃料化工定制隔膜材料,结合东燃料化工自身工艺技术,生产的隔膜可有效提高锂电池的安全性和可靠性。
Lyondellbasell是一家国际化工巨头,成功引进了用于多烯垂直材料的特殊材料,包括用于湿法HDPE的GX和用于干法PP的E
引人注目的是年5月27日,扬子石化首次试制成功的超高分子量聚乙烯锂离子电池隔膜YEV-4新产品,并推向市场,已正式启动该新产品填补国内空白,打破进口产品垄断,是扬子石化在高端多烯反转领域的又一突破。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)由于其优异的性能,可以提高薄膜的高温熔体完整性(HTMI),并显著提高破膜温度。
HTMI对于提高插电式混合动力汽车的安全性具有重要意义。
同时赋予隔膜更高的穿刺强度、更高的孔隙率和机械强度,是制造高端锂电池隔膜的理想原料。