扫描电镜在隔膜材料中的应用

图一：隔膜产业链示意图

湿法工艺又称为热致相分离法(TIPS)，主要利用热致相分离原理生产单层PE 隔膜。湿法工艺的基本过程为：在高温下将聚合物溶于高沸点、低挥发性的溶剂中形成均相液，然后降温冷却，形成液固或液液相分离，再将其中的高沸点溶剂萃取，经过干燥、热处理等工序获得一定结构形状的高分子微孔膜。

图二：湿法隔膜生产工艺流程

从工艺环节来看，两种方式的主要区别在于成孔方式，干法工艺通过拉伸，而湿法通过溶剂萃取和相分离成孔。简单来说，是否需要溶剂也是两者最主要的差异。

图四：干法隔膜低电压下成像结果

尽管目前商用锂离子电池隔膜多以聚烯烃材料为主，但也存在许多缺陷。干法隔膜的缺点是该微孔膜生产过程中没有进行横向拉伸，使用时横向易开裂；批量生产的电池内部微短路机率相对较高；电池安全、可靠性不高。而湿法工艺需要大量的溶剂，易造成环境污染；与干法工艺相比设备复杂、投资较大、周期长、成本高、能耗大；因只能生产较薄的单层PE材质的膜，熔点只有130 ℃，热稳定性较差。

图五：聚烯烃基膜表面改性示意图

如下图六所示，利用赛默飞超高分辨场发射扫描电镜Apreo 2所拍摄的湿法隔膜表面和表面进行陶瓷涂覆改性的湿法隔膜。凭借镜筒内完善的“三位一体式”探测器系统，在低电压下清晰观察涂覆层中PVDF和陶瓷层的分布状态。