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鋰離子電池隔膜涂覆技術方式和方法介紹

鉅大LARGE  |  點擊量:314次  |  2020年09月14日  

摘要
鋰電池隔膜涂覆技術方式  根據下游對特定性能的要求和鋰電池隔膜產品的定位,需要使用不同的涂覆技術。而對涂覆而言,其技術核心在于漿料的配方,同時漿料在隔膜涂覆中成本占比較大,一般漿料占涂覆總成本的65%

鋰離子電池隔膜涂覆技術方式


根據下游對特定性能的要求和鋰離子電池隔膜產品的定位,要使用不同的涂覆技術。而對涂覆而言,其技術核心在于漿料的配方,同時漿料在隔膜涂覆中成本占比較大,一般漿料占涂覆總成本的65%。動力鋰離子電池發展方向為高輸出、高容量、快充電的模式,對隔膜涂覆技術及工藝要求也會更加的多樣化,配方的不斷創新也將成為涂覆的核心競爭力。


隔膜陶瓷涂覆漿料重要包括陶瓷顆粒、粘結劑、溶劑和添加劑四種重要成分,關于不同的應用場景需使用不同的漿料配比。陶瓷的剛性支撐用途,使得陶瓷改性隔膜高溫時具有優良的熱穩定性和尺寸完整性,對高溫下隔膜結構的維持有支撐用途,在高溫下隔膜基體均已閉孔透明,未涂覆隔膜收縮嚴重,而涂覆鋰離子電池隔膜由于陶瓷層存在抗收縮性大幅提升,機械性和安全性更好。


鋰離子電池隔膜


鋰離子電池隔膜涂覆方法,靈活多樣


隔膜涂覆在技術上難度不高,可使用凹版輥涂、浸涂、窄涂或噴涂等方式,國內主流基膜廠商和大量代廠都能夠實現。


凹版輥涂


凹版輥涂工藝是目前常用的涂覆方法,微凹版輥將漿料從漿料盒中帶出,由定厚刮刀刮下多余涂料,然后在壓力下涂覆到隔膜上。這種方法原理比較簡單,凹版輥凹槽容量容易控制,產品精度較好。缺點是由于高硬度的氧化鋁陶瓷顆粒用途,網紋輥容易磨損,會導致持續涂覆過程中涂層逐漸變薄,要更換新輥;涂覆目標厚度改變時就要更換輥,不能靈活調節。


窄縫擠壓涂


窄縫擠壓涂覆,簡稱窄涂,是通過一定壓力將漿料從擠壓嘴擠出涂覆到隔膜上的工藝,涂層厚度由擠壓嘴縫寬和計量泵控制。這種工藝適用粘度范圍廣,產品精度好,可涂覆薄層,涂覆速度高,但擠壓嘴的維修相對困難。


浸涂


浸涂的基本原理是將鋰離子電池隔膜浸泡到一定濃度的漿料中一按時間,取出后晾干或烘干,在隔膜表面得到一定厚度的涂層。這種方法的原理和操作簡單,但厚度控制相對較難。


靜電紡絲


靜電紡絲法是通過電場力將漿料噴涂到隔膜上的工藝,給漿料帶上電荷,在電場力用途下漿料突破表面張力,形成納米絲噴射向隔膜。這種工藝有適用材料范圍廣,操作方便,比表面積大,孔隙率高,纖維絲均一性好,產率高等優點,但存在結晶度、取向度小,機械性能、力學性能差的缺點,要通過熱處理、共混等改性方式優化。


鋰離子電池隔膜涂覆加工的設備目前基本要進口,供給穩定,設備緊湊成套,一條產線要投入150-200萬元,產量約400萬平米/年,關于同時具備基膜生產和涂覆加工能力的公司,一般每條基膜產線要配套10條涂覆產線。鋰離子電池隔膜涂覆廠商大多采用凹版輥涂方法,原因是凹版輥涂的加工速度、精度均較高,工藝成熟,同時輥的加工、維護相對窄涂簡單,成本較低。窄涂往往也被選作優選方法,因為該工藝精度高,加工速度快,粘度靈活性大,但窄涂的擠壓嘴加工、維修相對困難,成本相對較高。


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