Сепаратор литиевой батареи является важным материалом для литиевых батарей. Он в основном используется для разделения положительных и отрицательных пластин батареи, предотвращения контакта двух полюсов и возникновения короткого замыкания и в то же время позволяет ионам попасть в электролит. пройти. Производительность сепаратора напрямую влияет на емкость, цикличность и безопасность аккумулятора, поэтому процесс его подготовки оказывает большое влияние на производительность аккумулятора. Поскольку в процессе подготовки одноосно растянутый сепаратор растягивается только в продольном направлении, но не в поперечном, прочность в поперечном направлении является относительно слабой и склонна к поперечному растрескиванию. Кроме того, низкая поперечная прочность также будет ограничивать дальнейшее уменьшение толщины пленки, поэтому в данной статье для анализа основное внимание уделяется двухосно-растянутым сепараторам литиевых батарей.
В настоящее время мы в основном применяем два метода: сухой метод и мокрый метод для производства двухосно-вытянутых сепараторов литиевых батарей. Мокрый метод – это процесс приготовления, проводимый в растворе полимера. Температура плавления однослойной пленки, полученной мокрым методом, может достигать максимум 170°С, но в обычных условиях она может достигать только 140°С. Сухой метод относится к процессу приготовления в неводном растворе. Еще несколько лет назад компания Mitsubishi Resin смогла получить сепараторный продукт с температурой плавления до 220°C путем нанесения на него высокотермостойкого неорганического наполнителя. сепаратор. Хотя термостойкие покрытия также можно наносить мокрым способом, стоимость достижения той же температуры плавления будет на 40% выше.
Хотя двухосное растяжение выполняется в процессе подготовки методом сухой двойной вытяжки, по сравнению с мокрым процессом, однородность, постоянство и стабильность диаметра пор все еще относительно плохие. Это может привести к неравномерной скорости передачи ионов в различных областях во время использования батареи, что влияет на производительность и срок службы батареи. Хотя сепараторы двойной вытяжки сухого процесса имеют определенные преимущества перед сепараторами мокрого процесса с точки зрения стоимости, с развитием технологий и развитием эффекта масштаба стоимость сепараторов мокрого процесса также постоянно снижается, и это преимущество постоянно увеличивается. сокращаясь. Поэтому в этой статье в основном представлены два способа изготовления сепараторов литиевых батарей методом двойной влажной вытяжки: синхронное растяжение и асинхронное растяжение.
Синхронная растяжка, как следует из названия, означает одновременное растяжение по вертикали и горизонтали. Процесс двунаправленного синхронного растяжения в основном включает в себя подачу, литье, двойную вытяжку и извлечение раствора. Процесс предварительной обработки полиэтилена, пластификатора и другого сырья по определенной формуле и транспортировки их в экструзионную систему называется подачей. На этапе литья предварительно обработанное сырье плавится и пластифицируется с помощью двухшнекового экструдера, а затем расплав экструдируется из матрицы с образованием отлитого толстого листа, содержащего пластификатор. Затем, при определенной температуре и скорости растяжения, отлитый толстый лист растягивается одновременно в двух направлениях, чтобы обеспечить постоянство ориентации молекулярных цепей и сформировать микропористую структуру. Наконец, летучий растворитель используется для извлечения пластификатора из пленки и получения конечного продукта сепаратора литиевой батареи. Сепаратор литиевой батареи, приготовленный с помощью описанных выше этапов, имеет преимущества подходящего размера пор и равномерного распределения, небольшого количества дефектов и небольшой толщины. Кроме того, поскольку растяжение в обоих направлениях может выполняться одновременно на одном и том же оборудовании, эффективность производства значительно повышается, а затраты на оборудование снижаются. Однако синхронное растяжение требует контроля параметров растяжения одновременно в двух направлениях, что предъявляет более высокие требования к оборудованию и операторам. А поскольку растяжение в обоих направлениях должно осуществляться одновременно, гибкость процесса немного ниже и может не соответствовать потребностям всех типов сепараторов.
Процесс мокрого асинхронного растяжения и синхронного растяжения в основном одинаков, разница в том, что сначала выполняется продольное растяжение, а затем поперечное растяжение. Благодаря двухэтапному растяжению механические свойства сепаратора можно оптимизировать в продольном и поперечном направлениях. По сравнению с одновременным растяжением метод производства также становится более гибким, и процесс можно регулировать в соответствии с различными потребностями продукта и свойствами материала. Основные недостатки этого метода вытягивания заключаются в том, что он требует большего количества рабочих операций и оборудования, что может привести к относительно низкой эффективности производства, а также требует наличия двух независимых комплектов вытягивающего оборудования, что относительно увеличивает инвестиционные и эксплуатационные затраты на оборудование;
Существуют существенные различия между мокрым синхронным растяжением и асинхронным растяжением в процессе производства сепараторов литиевых батарей. Эти различия в основном отражаются в методах растяжения, технических характеристиках и областях применения.
1.Что касается метода растяжения, во время подготовки к процессу мокрого асинхронного растяжения сначала выполняется продольное растяжение, а затем поперечное растяжение. Этот метод поэтапного растяжения приводит к растяжению сепаратора в продольном и поперечном направлениях соответственно, тем самым достигается необходимый эффект растяжения. Процесс мокрого синхронного растяжения может ориентироваться как в поперечном, так и в продольном направлениях во время растяжения, что устраняет необходимость в отдельных процессах продольного растяжения. Это одновременное растяжение повышает однородность толщины сепаратора.
2.С точки зрения технических характеристик асинхронная вытяжка имеет преимущества в точности управления, механических свойствах и гибкости процесса, но может столкнуться с такими проблемами, как низкая эффективность производства, высокая стоимость оборудования и высокая сложность. Синхронное растяжение отличается высокой эффективностью, однородной пористой структурой и низкой стоимостью оборудования, но оно сталкивается со значительными проблемами с точки зрения сложности управления, гибкости и порога инвестиций.
3.С точки зрения областей применения, сепаратор, изготовленный методом мокрого асинхронного растяжения, имеет более высокую производительность и больше подходит для использования в области аккумуляторных батарей с более высокими требованиями к производительности. Силовые батареи должны выдерживать большие токи заряда и разряда и время цикла, поэтому сепаратор должен иметь высокую прочность и стабильность. Сепаратор, изготовленный методом одновременного влажного растяжения, имеет лучшую однородность толщины и больше подходит для производства потребительских аккумуляторов, где предъявляются более высокие требования к однородности толщины.
Таким образом, мокрое синхронное растяжение и асинхронное растяжение имеют свои преимущества и недостатки в процессе производства сепараторов литиевых батарей. При выборе процесса необходимо учитывать конкретные требования к продукту, характеристики материала и экономическую эффективность. Абсолютно лучший или худший метод растяжки.
