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鋰離子電池隔膜水分測定儀應用實例

閱讀:1533        發布時間:2019-3-15

 鋰電池由正負極片、電解液、聚烯烴隔膜組成。隔膜的作用是把正極和負極分開,允許離子通過而不讓電子通過。隔膜性能對電池容量、循環性和安全性等有較大影響,性能優異的隔膜可提高鋰離子電池的綜合性能。

一、鋰離子電池隔膜生產工藝

    鋰離子電池使用的隔膜以聚烯烴微孔膜為主,主要包括聚乙烯(PE)單層膜、聚丙烯(PP)單層膜、PP與PE的多層復合膜,隔膜占鋰電池總成本的20%~30%。鋰離子電池隔膜的生產工藝主要有干法、濕法。

1干法單向拉伸工藝

    干法單向拉伸工藝源自美國Celgard公司,該工藝是將聚烯烴樹脂熔融、擠壓、吹膜制成結晶性聚合物薄膜,再經過結晶化處理,退火后得到高度取向的多層結構,在高溫條件下進一步單向拉伸出微裂紋(銀紋),形成多孔結構。

    干法單向拉伸工藝的特點是:設備復雜,投資大且生產控制難度高;對環境友好,原料成本較低;薄膜孔隙率約為40%,微孔分布較均勻;與濕法工藝相比,薄膜的縱向抗拉強度高,橫向抗拉強度低,橫向易開裂。采用干法單向拉伸工藝的生產商主要有日本宇部興產株式會社、高銀化學工業股份有限公司、美國Celgard公司、常州訊騰電子科技有限公司、南通天豐電子新材料有限公司,主要產品有單層PE隔膜、3層PP/PE/PP隔膜。

2 干法雙向拉伸工藝

    干法雙向拉伸工藝源自中國科學院化學研究所,2001年,中國科學院化學研究所將其在美國、英國和日本申請的干法雙向拉伸工藝的權轉讓給美國Celgard公司。干法雙向拉伸工藝是在PP中加入具有成核作用的β晶型改進劑,利用PP不同相態間密度的差異,在拉伸過程中發生晶型轉變形成微孔,用于生產單層PP隔膜。

    干法雙向拉伸工藝的特點是:設備復雜,投資大,一般需要成孔劑輔助成孔;與單向拉伸工藝相比,所制薄膜的橫向拉伸強度高,透氣性好,微孔分布均勻;與濕法工藝相比,所制薄膜的耐穿刺強度大、閉孔溫度和熔斷溫度高;受熱后因雙向都有收縮,孔徑及孔隙率較難控制。采用該工藝的生產商主要有新鄉市格瑞恩新能源材料股份有限、深圳市星源材質科技股份有限公司、大連新時科技有限公司, 主要產品為較厚的PP隔膜。

3 濕法工藝

    濕法工藝又稱相分離法或熱致相分離法,其原理是以高沸點小分子為致孔劑加入聚烯烴,加熱熔融成均勻體系,再降溫發生相分離,拉伸后用有機溶劑萃取出小分子,得到相互貫通的微孔膜材料。制備過程中,可在溶劑萃取前進行單向或雙向拉伸,萃取后進行定型處理并收卷成膜,也可以在萃取后進行拉伸。萃取后進行拉伸制備的薄膜孔徑更大,孔徑分布更好。

濕法工藝的特點是:成本高,投資大,設備精度高,生產周期長,能耗較大,容易造成環境污染;可較好地控制孔徑、孔徑分布和孔隙率,一般用于制造薄膜;與干法拉伸工藝相比,所制薄膜具有更高的孔隙率和更好的透氣性,微孔尺寸及分布均勻,適于生產較薄的單層膜和大功率電池隔膜;但由于濕法工藝多用于生產單層PE薄膜,薄膜的熔點在130 ℃左右,耐高溫性能差,閉孔溫度較低,熔融溫度也較低;采用濕法工藝的生產商主要有日本旭化成株式會社、日本東燃株式會社、韓國SK集團、美國恩泰克公司、韓國W-scope集團、日東電工株式會社、佛山金輝高科光電材料有限公司、日本住友商事株式會社。

 

二、鋰離子電池隔膜含水率測定儀檢測

A、技術參數

    1、稱重范圍:0-90g

       可調試測試空間為3cm

    2、水分測定范圍:0.01-100%

    3、樣品質量:0.100-90g

    4、加熱溫度范圍:起始-205℃

       加熱方式:可變混合式加熱

       微調自動補償溫度高15℃

    5、水分含量可讀性:0.01%

    6、顯示參數:7種

    紅色數碼管獨立顯示模式

    7、外型尺寸:380×205×325(mm)

    8、電源:220V±10%

    9、頻率:50Hz±1Hz

10、凈重:3.7Kg

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