鋰電池濕法隔膜和干法隔膜的區(qū)別對(duì)比

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-04-21 12:55  瀏覽量：次

　　鋰電池濕法隔膜和干法隔膜的區(qū)別對(duì)比。隔膜是鋰電池制備的核心，鋰電池隔膜一般按照工藝，分為干法工藝和濕法工藝，由此，隔膜產(chǎn)品也分為干法隔膜和濕法隔膜兩類。鋰離子電池隔膜需要具備的諸多特性，對(duì)其生產(chǎn)工藝提出了特殊的要求，而生產(chǎn)工藝包括原材料配方和快速配方調(diào)整、微孔制備技術(shù)、成套設(shè)備自主設(shè)計(jì)等工藝。

　　鋰電池隔膜成本占電池成本的1/3左右。鋰離子電池隔膜材料可以分為：織造膜，非織造膜（無(wú)紡布），微孔膜，復(fù)合膜，隔膜紙，碾壓膜等幾類。聚烯烴材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和相對(duì)廉價(jià)的特點(diǎn)，因此聚乙烯，聚丙烯等聚烯烴微孔膜在鋰離子電池研究開(kāi)發(fā)初期便被用作鋰離子電池隔膜。

　　鋰電池濕法隔膜和干法隔膜的區(qū)別對(duì)比

　　a、干法由于工序簡(jiǎn)單，固定資產(chǎn)投入比濕法小；但是加工工藝干法的溫度等指標(biāo)控制難，濕法的工藝更簡(jiǎn)單；

　　b、干法可以做三層膜，濕法只能做單層膜；（三層膜的優(yōu)勢(shì)在于熱關(guān)閉溫度是135度，但是熱穩(wěn)定溫度為160度，可以防止熱慣性，有25度的空間，更安全）

　　c、干法和濕法除了加工工藝不同，使用的原料也不同。干法使用的原料是流動(dòng)性好、分子量低的，所以高溫只能達(dá)到135度，遇熱會(huì)收縮，安全性不適合做大功率、高容量電池；濕法使用不流動(dòng)、分子量高的原料，熱關(guān)閉溫度可以達(dá)到180度，能保證大功率鋰電池的安全性；

　　d、在生產(chǎn)一般的鋰電池方面，干法具有優(yōu)勢(shì)，成本低、污染小、孔更均勻；大功率電池方面濕法有優(yōu)勢(shì)，主要是安全性和熱收縮性小。

　　鋰電池干法隔膜可細(xì)分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。干法單向拉伸工藝是通過(guò)生產(chǎn)硬彈性纖維的方法，制備出低結(jié)晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，在高溫退火過(guò)程中，獲得高結(jié)晶度的薄膜。這種薄膜先在低溫下進(jìn)行拉伸形成微缺陷，然后高溫下使缺陷拉開(kāi)，形成微孔。目前中國(guó)三分之一以上產(chǎn)能使用干法雙拉工藝，產(chǎn)品在中低端市場(chǎng)占據(jù)較大比例。

　　濕法生產(chǎn)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(zhì)與聚烯烴樹(shù)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，可制備出相互貫通的微孔膜材料。

　　濕法生產(chǎn)工藝，不僅可制備出相互貫通的微孔膜材料，而且生產(chǎn)出來(lái)的鋰電池隔膜具有較高的縱向和橫向強(qiáng)度。目前，濕法生產(chǎn)工藝主要用于生產(chǎn)單層的鋰電池隔膜。

　　在物理性能和機(jī)械性能方面，干法單向拉伸工藝生產(chǎn)的隔膜更具有優(yōu)勢(shì)。然而，采用濕法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出來(lái)的鋰電池隔膜具有較高的孔隙率和良好的透氣性，可以滿足動(dòng)力電池的大電流充放的要求。相反，由于濕法生產(chǎn)工藝采用聚乙烯基材，聚乙烯基材的熔點(diǎn)只有140℃，所以，與采用干法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的鋰電池隔膜相比，采用濕法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的鋰電池隔膜的熱穩(wěn)定性較差。

　　鋰電池濕法隔膜及干法隔膜的優(yōu)點(diǎn)

　　鋰電池濕法隔膜輕薄、不易撕裂，但PE熔點(diǎn)為135℃，安全性低于干法隔膜，加之原材料及生產(chǎn)流程不同，綜合成本高于干法隔膜；干法隔膜產(chǎn)品熔點(diǎn)高，耐熱性、耐高壓性及抗氧化性更好，但相對(duì)于濕法隔膜較厚，且容易縱向撕裂，對(duì)電池企業(yè)工藝要求較高。

　　隔膜是鋰電池材料中技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié)，其性能的優(yōu)劣對(duì)鋰電池的輕量化和安全性至關(guān)重要。濕法隔膜比干法隔膜在力學(xué)性能、透氣性能和理化性能方面均具有一定優(yōu)勢(shì)，涂覆后可以大幅提升濕法隔膜的熱穩(wěn)定性，總體來(lái)說(shuō)濕法涂覆隔膜具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)。高端消費(fèi)電池大多使用濕法隔膜，隨著動(dòng)力電池對(duì)能量密度要求的提升，尤其是三元電池的廣泛應(yīng)用，濕法隔膜在動(dòng)力電池的滲透率也將逐步提升。

　　鋰電池隔膜行業(yè)特點(diǎn)

　　從工藝技術(shù)進(jìn)展來(lái)看，目前，我國(guó)鋰電池隔膜在干法工藝上已經(jīng)取得重大突破，具備國(guó)際一流的制造水平，濕法隔膜工藝技術(shù)也不斷提升，近年來(lái)產(chǎn)能產(chǎn)量均穩(wěn)步增長(zhǎng)。而隨著濕法工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)鋰電池隔膜行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局也發(fā)生了一些變化。

　　特點(diǎn)一：濕法隔膜產(chǎn)量占比逐年提升

　　就工藝本身來(lái)看，干法隔膜和濕法隔膜各有優(yōu)缺點(diǎn)，干法隔膜在生產(chǎn)工藝、成本、環(huán)保經(jīng)濟(jì)等方面具有較大優(yōu)勢(shì)，濕法隔膜則具有短路率低、孔隙率和透氣性可控范圍大等優(yōu)點(diǎn)。從目前市場(chǎng)的應(yīng)用來(lái)看，從全球鋰電池企業(yè)的選擇來(lái)看，干法隔膜和濕法隔膜并存。不過(guò)，近年來(lái)隨著三元鋰電池占比的提高，濕法隔膜產(chǎn)量的占比也穩(wěn)步提升。最新數(shù)據(jù)顯示，2017年，國(guó)內(nèi)濕法隔膜產(chǎn)量達(dá)到8．06億平方米，占比56％，份額超過(guò)干法隔膜。鑒于干法隔膜和濕法隔膜各自的特點(diǎn)，濕法隔膜未來(lái)需求將會(huì)逐步擴(kuò)大，但短時(shí)間內(nèi)并不會(huì)完全替代干法隔膜。

　　特點(diǎn)二：出貨量企業(yè)集中度較高

　　按照出貨量來(lái)看，總體上2017年我國(guó)干法隔膜和濕法隔膜的企業(yè)集中度均較高，尤其是濕法隔膜，前三企業(yè)出貨量占比達(dá)到71％，前五占比達(dá)到87％；干法隔膜前三企業(yè)占比為42％，前五占比為55％。

　　特點(diǎn)三：產(chǎn)能區(qū)域性明顯

　　從目前我國(guó)鋰電池隔膜材料企業(yè)區(qū)域分布來(lái)看，總體上集中度較高，主要集中在華東和華中地區(qū)，產(chǎn)能比重分別達(dá)到48％、27％；華南地區(qū)產(chǎn)能占比也有10％，其他地區(qū)則都在10％以下。

　　特點(diǎn)四：企業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張加速，未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)加劇

　　根據(jù)資料整理，截止到2017年底，國(guó)內(nèi)已經(jīng)確認(rèn)投產(chǎn)的鋰電池隔膜產(chǎn)能約為29億平方米。按照目前的產(chǎn)能來(lái)看，產(chǎn)能較大的企業(yè)主要有湖南中鋰、上海恩捷、星源材質(zhì)、中興新材、天津東皋、蘇州捷力、河南義騰等，產(chǎn)能均在2億平方米以上，合計(jì)產(chǎn)能為19．28億平方米，占比超過(guò)67％。

　　鋰電池中的隔膜對(duì)于性能的優(yōu)劣起到了至關(guān)重要的作用，但電池隔膜的生產(chǎn)工藝有多種且非常復(fù)雜，干法和濕法制造，鋰電池隔膜技術(shù)目前已經(jīng)成熟，無(wú)論是干法還是濕法制造的電池隔膜，都能很好地滿足不同領(lǐng)域產(chǎn)品的需求。