一、鋰電池隔膜是什么材料

鋰電池市場化的隔膜材料主要是以聚乙烯（polyethylene，PE）、聚丙烯（polypropylene，PP）為主的聚烯烴（Polyolefin）類隔膜，其中PE產品主要由濕法工藝制得，PP產品主要由干法工藝制得。總體而言，聚丙烯相對更耐高溫，聚乙烯相對耐低溫，但對環(huán)境應力更敏感；聚丙烯密度比聚乙烯小，其熔點和閉孔溫度比聚乙烯高，但韌性比聚乙烯差。

鋰電池主要的隔膜材料產品有單層PP、單層PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、雙層PP/PE、雙層PP/PP和三層PP/PE/PP等，其中前兩類產品主要用于3C小電池領域，后幾類產品主要用于動力鋰電池領域。在動力鋰電池用隔膜材料產品中，雙層PP/PP隔膜材料主要由中國企業(yè)生產，在中國大陸使用，這主要是因為還沒有中國企業(yè)能將PP與PE制成雙層復合膜的技術和能力。而全球汽車動力鋰電池使用的隔膜以三層PP/PE/PP、雙層PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料產品為主。

與此同時，其他一些新型隔膜材料產品也在不斷涌現并開始實現應用，不過，因量少價高，主要還是用在動力鋰電池制造領域。這些產品主要有：涂層處理的聚酯膜（PET，Polyethylene Terephthalate）、纖維素膜、聚酰亞胺膜（PI）、聚酰胺膜（PA），氨綸或芳綸膜等等。這些隔膜的優(yōu)點是耐高溫，且具有低溫輸出、充電循環(huán)壽命長、機械強度適中的特點?？偟膩砜矗囯姵馗裟げ牧袭a品呈現出明顯的多樣化發(fā)展趨勢。

二、鋰離子電池隔膜的作用和功能

鋰離子電池的四大關鍵材料為正極材料、負極材料、電解液以及隔膜。隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了鋰離子電池的界面結構、內阻等，直接影響到電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性。性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的用途。隔膜在鋰電池中起到的作用主要有以下幾點：

1、隔絕正負兩極，隔膜材質必須具有電子隔緣性，保證兩極機械隔離，防止正負極相互接觸，兩極接觸的話會引發(fā)鋰離子電池內部短路，造成電池損壞，甚至嚴重的話可能會發(fā)生爆炸起火事件。

2、能夠保濕電解液，極大的減小了電解液的損耗，且在鋰離子的傳輸過程中也有很好的透過性，隔膜材質需要有很強的浸透性。

3、鋰離子電池溫度過高的話，隔膜會有自動關斷保護功能。

三、鋰電池隔膜生產工藝流程

鋰電池隔膜的生產工藝，主要分為干法拉伸與濕法拉伸。鋰電池隔膜需要具備的諸多特性，對其生產工藝提出了特殊的要求，而生產工藝包括原材料配方和快速配方調整、微孔制備技術、成套設備自主設計等工藝。

鋰電池干法隔膜工藝是隔膜制備過程中最常采用的方法，該工藝是將高分子聚合物、添加劑等原料混合形成均勻熔體，擠出時在拉伸應力下形成片晶結構，熱處理片晶結構獲得硬彈性的聚合物薄膜，之后在一定的溫度下拉伸形成狹縫狀微孔，熱定型后制得微孔膜。目前干法工藝重要包括干法單向拉伸和雙向拉伸兩種工藝。

濕法生產工藝，又稱相分離法或熱致相分離法，濕法工藝將液態(tài)烴或一些小分子物質與聚烯烴樹脂混合，加熱熔融后，形成均勻的混合物，然后降溫進行相分離，壓制得膜片，再將膜片加熱至接近熔點溫度，進行雙向拉伸使分子鏈取向，最后保溫一定時間，用易揮發(fā)物質洗脫殘留的溶劑，可制備出相互貫通的微孔膜材料。

四、鋰電池隔膜干法和濕法生產工藝

1、鋰電池隔膜干法生產工藝

干法單拉工藝流程：

1）投料：將PE或PP及添加劑等原料按照配方預處理后，輸送至擠出系統(tǒng)。

2）流延：將預處理的原料在擠出系統(tǒng)中，經熔融塑化后從模頭擠出熔體，熔體經流延后形成特定結晶結構的基膜。

3）熱處理：將基膜經熱處理后得到硬彈性薄膜。

4）拉伸：將硬彈性薄膜進行冷拉伸和熱拉伸后形成納米微孔膜。

5）分切：將納米微孔膜根據客戶的規(guī)格要求裁切為成品膜。

干法雙拉工藝流程：

1）投料：將PP及成孔劑等原料按照配方預處理后輸送至擠出系統(tǒng)。

2）流延：得到β晶含量高、β晶形態(tài)均一性好的PP流延鑄片。

3）縱向拉伸：在一定溫度下對鑄片進行縱向拉伸，利用β晶受拉伸應力易成孔的特性來致孔。

4）橫向拉伸：在較高的溫度下對樣品進行橫向拉伸以擴孔，同時提高孔隙尺寸分布的均勻性。

2、鋰電池隔膜濕法生產工藝

根據拉伸時取向是否同時，濕法工藝也可以分為濕法雙向異步拉伸工藝以及雙向同步拉伸工藝兩種。

濕法異步拉伸工藝流程：

1）投料：將PE、成孔劑等原料按照配方進行預處理輸送至擠出系統(tǒng)。

2）流延：將預處理的原料在雙螺桿擠出系統(tǒng)中經熔融塑化后從模頭擠出熔體，熔體經流延后形成含成孔劑的流延厚片。

3）縱向拉伸：將流延厚片進行縱向拉伸。

4）橫向拉伸：將經縱向拉伸后的流延厚片橫向拉伸，得到含成孔劑的基膜。

5）萃?。簩⒒そ浫軇┹腿『笮纬刹缓煽讋┑幕ぁ?/p>

6）定型：將不含成孔劑的基膜經干燥、定型得到納米微孔膜。

7）分切：將納米微孔膜根據客戶的規(guī)格要求裁切為成品膜。

濕法同步拉伸工藝流程：

濕法同步拉伸技術工藝流程與異步拉伸技術基本相同，只是拉伸時可在橫、縱兩個方向同時取向，免除了單獨進行縱向拉伸的過程。但同步拉伸存在的問題是車速慢，第二是可調性略差，只有橫向拉伸比可調，縱向拉伸比則是固定的。

濕法異步拉伸工藝，增強了隔膜厚度均勻性，產品透明度高、無劃傷、光學性能及表面性能優(yōu)異，是綜合性能的隔膜，在隔膜高端市場中占據著重要的地位，也是現階段市場表現的鋰電池隔膜。