分析 | 隔膜生产工艺及性能介绍

1. 锂电池隔膜的制造工艺可分为干法和湿法两种；

干法工艺：熔融聚烯烃树脂；挤出成膜；热处理以增加片状结晶的数量和大小；精确的拉伸隔膜以形成紧密有序的微孔。在最初的挤出步骤中，聚合物会形成一排排的片状结晶结构，通过挤出和热处理后，这种无孔结构具有高度的方向性。在下一个步骤里，薄膜被拉伸形成微孔，这种微孔结构连续分布在整个薄膜的内部。单项拉升的隔膜仅在一个方向上具有较高的强度，而双向拉伸的隔膜在纵向（MD）和横向（TD）上都有较高的强度。实际使用中双向拉伸的隔膜并没有性能上的优势，双向拉伸的隔膜倾向于在横向（TD）方向上的收缩，这种高温下的收缩可能使正负极短路；隔膜在纵向上必须具有足够的强度，使其宽度不减小，或者卷绕张力作用下不破裂。

湿法工艺：通常先将液态烃或者其他一些低分子量的造孔剂和聚烯烃树脂混合，加热熔化，挤出成薄片，将薄片纵向（MD）拉伸或者双向拉伸，然后用挥发性溶剂将造孔剂萃取出来。这种工艺可以通过控制溶液的成分和蒸发或者减少凝胶和固化过程中的溶剂，而改变薄膜的结构和性质。湿法制得的隔膜可以使用超高分子聚乙烯，因此可以提供更好的力学性能和一定程度的烷化完整性。不足之处在于需要处理大量的溶剂，回收利用困难。

2. 隔膜的透气率和电阻成正比，电性能良好的隔膜，其透气率指数一般较小。透气率越小，孔隙率越高，曲折系数越低，相应的电阻越小。

3. 聚乙烯为内层的隔膜三层隔膜（PP/PE/PP）与单层隔膜相比，体现了更好的抗氧化性，隔膜的氧化会导致力学性能降低，最终导致电池的失效。

4. 隔膜应与电极形成良好的界面，以保证电解质的流动顺畅。

5. 隔膜电阻的测量方法是剪一小块隔膜将其置于两个块状电极之间，隔膜被电解质完全浸润，隔膜的电阻是通过特定频率下的交流电阻技术测定的，所采用的频率要使隔膜的阻抗等于隔膜的电阻，为了减少测量误差，最好是选取多层隔膜进行多次测量，单层的平均电阻也通过多次测量获得。电阻率就算公式如下：

Rs为测量得到的隔膜内阻Ω；A代表电极的面积cm2；l代表隔膜的厚度cm;

电解质的电阻率公式：

Re为测量得到的隔膜电阻Ω

隔膜电阻率与电解质电阻率的比值叫做MacMulln值，用Nm表示，表示了隔膜对电池电阻的贡献。

6. 孔隙率定义：

隔膜孔隙率测试公式：

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