微孔膜的制备和应用

微孔膜的制备和应用

近几年由于锂电池和水处理膜的广泛应用，微孔膜的制备和应用在国内开始受到广泛关注。
本周三晚，四川大学高分子学术带头人，产学研方面的首席专家向明教授就在《高分子专家学者联谊趣谈微信群》针对微孔膜的制备和应用开展了一场交流讨论会。讨论实录如下：
1、目前微孔膜主要应用哪些高分子材料？
答：主要做锂电池隔膜和RO反渗透膜。电池隔膜主要用PP和PE，水处理膜主要用聚砜类。

干法单拉隔膜的SEM照片

湿法隔膜的SEM照片

RO膜的SEM照片

2、水处理膜用聚砜有什么优势？
答：聚砜强度高，使用耐久性好，溶解容易，适合用相分离法制膜。作为隔膜使用，孔隙率，孔径，强度和尺寸稳定性要兼顾。
3、如何控制孔径不增大的情况下提高孔隙率？
答：低温拉伸制孔，低温拉伸孔隙率增加，孔径小。微孔膜制备技术关键在制孔技术。
4、您的生产线膜宽最大多少？
答：干法1.4米，湿法3米。
5、干法隔膜用于锂电池，耐多少度高温？湿法耐多少度高温？湿法是不是比干法要高，高多少？湿法隔膜在高温条件下，孔径及膜尺寸是不是更稳定？
答：目前国内干法隔膜主要是PP，闭孔温度158度，湿法隔膜是PE，闭孔温度135度。所以湿法隔膜用于动力电池要涂陶瓷。
6、动力电池采用干法隔膜多？为什么涂陶瓷，涂陶瓷是为了固定孔径？
答：涂陶瓷后，隔膜135度收缩率小于3%，不涂的25%，隔膜在电池中也起绝缘作用，尺寸稳定性很重要。
7、国产RO膜品质与国外公司相比如何？
答：脱盐和通量指标差不多，但在组件稳定性和一致性上还有差距。
8、闭孔和破膜温度指标？
答：目前国内锂电池正极材料采用三元材料，闭孔温度一般要求135度以下，破膜温度则越高越好。
9、尺寸不稳定原因？
答：膜制造和组件制造都有原因。RO制模不好做，涉及界面缩聚，均匀性不好控制。
10、如果采用耐高温些的材料，如PVDF，PI是否会好些？
答：PVDF熔点和PP差不多，PI不好制孔，用电仿效率低。锂电池正极耐热也不高，一般160度以上就发烟了，所以隔膜没必要搞太高温度。PVDF熔点169度，而且价格比PP贵很多。
11、组件制造的困难在哪？
答：组件主要是绕制过程中浓水网和淡水网在压力下会损伤膜面脱盐率下降。
12、PVDF膜与PP膜比完全没有优势吗？
答：有优势，PVDF和电极贴合更好，但可以将PVDF涂在PP隔膜上用。
13、如果PI材料可以用相转移法制模，对锂电池是否有意义？
答：在特种电池上可以，但市场太小，产业支撑并不好。
14、加上材料的开发进程，干法和湿法哪种前景更好？
答：干法隔膜目前能做到12microns，湿法可以做到7microns。由于可以涂覆陶瓷粉，湿法更有优势。对高活性、大容量电池而言，湿法涂布膜更好。湿法强度可达200MPA以上，刺穿强度可达500g。
结语
微孔膜的制备关键在于膜结构的均匀性。有机会讨论制模机理和结构一致性控制，这是微孔膜制造的关键技术。