干法单拉制造技术(「深度」隔膜干法和湿法区别剖析)

问题1：干法单拉和干法双拉产品在产品性能上、品质上有何不同?应用的电池领域有何不同?

答：可以先大致看一下两种隔离膜的工艺路线。

干法单拉隔膜的工序过程包括混料、铸片、退火、MD(机器方向)方向冷拉、MD方向热拉(处理)、分切等;干法双拉隔膜的工序比单拉隔膜多了TD(垂直于机器方向)方向的拉伸。

对于高分子材料，在拉伸过程中，分子链重排，给膜材料提供较高的抗张强度和较高的模量等。所以，双拉隔膜和单拉隔膜最大的产品性能表现在力学性能不同。

双拉隔膜强度>单拉隔膜，力学性能较差对于电池制造过程的影响较大，比如在电池的卷绕或者转移搬运过程中，容易受到边角的挤压导致破裂，当然这个问题在自动拉线可以加入各种保护措施进行预防。

但是力学性能较差的话，对于膨胀较大的三元电池体系，大电芯在曲率变化的区域产生的应力还是相当可观的，这对于力学性能较差的单拉隔膜，可靠性能还需要慎重考量。

但是，双拉隔膜的缺陷也来自于它的双拉工艺上，双拉膜的开孔均匀性差于单拉隔膜，膜的各项指标的稳定性(品质)差于干法单拉。干法工艺的隔膜中并没有像湿法隔膜那样在一开始就加入了成孔剂，然后在后续的萃取过程中把成孔剂去掉，得到孔隙。

干法的孔隙靠着在拉伸过程中PP原料的晶型转变来得到：β晶型向α晶型转换。所以，在MD方向拉伸后，已经是α晶型的膜面再拉伸就会破膜。所以，双拉工艺需要加入额外的晶型转变的助剂，这种助剂与PP原料均匀分散是个比较大的问题。

PP单拉和PP双拉隔膜的优势在于成本，约是PE隔膜的一半左右。PP单拉隔膜如果厚度比较薄(<20um)后，绝对的抗张强度比较小，对工序加工影响较大，所以，PP单拉隔膜的应用领域应是：对成本要求比较高、能量密度要求不高、本身体系设计安全性能比较高(如磷酸铁锂)等产品。

PP双拉隔膜的开孔均匀性存在问题，使用领域也应该是对成本要求比较高、能量密度要求不高、本身体系设计安全性能比较高(如磷酸铁锂)、产品一致性或长期性能要求不高的等产品。

问题2：干法产品会被湿法完全替代吗、或者干法因其性价比始终会在某些类别产品中以此为主，如磷酸铁锂?

答：先看看湿法产品的工艺路线：混料、铸片、MD拉伸、TD拉伸、萃取、分切，相对于干法隔膜，湿法隔膜在拉伸过程中仍然有成孔剂填充在膜内部，并未形成孔隙(缺陷)，所以湿法隔膜的拉伸倍率较干法隔膜要大，而且MD、TD方向都可以进行较大倍数的拉伸，所以可以获得较高的MD/TD拉伸强度。

所以PE隔膜与PP隔膜相比，最大的优点就是强度比PP要高。而且这种双向多步拉伸的工艺可以获得较薄的隔膜，比如现在的高端湿法产品已经突破5um，干法工艺在<12um这个厚度区间都还是有很大难度的。

再看看原料，湿法采用的是PE原料，PE原料的熔点在135~142℃之间，PP原料的熔点在165~170℃之间;PE隔膜在110℃/1H的温度环境下就会有较大的皱褶，失去原有的设计尺寸，这会给电池带来很大的安全风险。

更进一步，在高电压体系，比如4.5V的LCO阴极体系，或者4.35V的三元体系，PE膜材还会有氧化破裂的风险。所以PE基材需要进行涂覆陶瓷层，补上这个短板。所以，PE隔膜使用时都标配陶瓷涂层，成本比PP隔膜(不涂陶瓷)更高了。

补足短板之后的PE+陶瓷复合膜，将始终占据着对产品安全可靠性要求较高、成本要求较低、能量密度要求较高的产品领域。

PP隔膜与PE+陶瓷涂层隔膜将在两个分化的市场进行差异竞争。