鋰離子
電池的鋁塑膜是電芯封裝的關(guān)鍵材料,在
電池安全方面發(fā)揮重要作用。
鋁塑膜是什么?
鋁塑膜 (Aluminum Laminated Film, ALF) 是軟包裝鋰電池電芯封裝的關(guān)鍵材料,是由多種塑料、鋁箔和粘合劑組成的高強(qiáng)度、高阻隔的多層復(fù)合材料。單片電池組裝后用鋁塑膜密封,形成一個(gè)電池,鋁塑膜起保護(hù)內(nèi)容物的作用。軟包鋰電池用鋁塑復(fù)合膜具有良好的阻隔性、耐電解液穩(wěn)定性、冷沖壓成型性、抗穿刺性和絕緣性,是軟包鋰電池中最為關(guān)鍵的一個(gè)安全環(huán)節(jié),是技術(shù)要求極其苛刻的一種復(fù)合材料。
鋁塑膜有怎樣的結(jié)構(gòu)?
鋁塑膜是電池中包裹電芯的重要材料,其中間部分為鋁箔,內(nèi)外覆蓋隔層。
典型鋁塑膜的結(jié)構(gòu)主要為:ON(表層)/Al(鋁箔層)/CPP(樹(shù)脂層)。其中,最外層通常為尼龍層或PET與尼龍的復(fù)合層,主要起防污染、耐腐蝕及防止外力損傷的保護(hù)功能;中間鋁箔層為基體材料,起防水、阻隔作用及產(chǎn)品形態(tài)成型;聚丙烯為熱封層,主要作用是封口粘接,并起到將鋁層與電芯隔開(kāi),防止包裝的電解質(zhì)泄露而腐蝕鋁箔;粘合劑或粘合樹(shù)脂復(fù)合層主要起到層間強(qiáng)聯(lián)接作用。
鋁塑膜生產(chǎn)工藝
鋁塑膜的結(jié)構(gòu)按照生產(chǎn)工藝方法方法分為昭和干法和DNP熱法。
干法生產(chǎn)工藝是日本昭和和日本索尼共同研發(fā)出來(lái)的,由于索尼的電解液是固態(tài)的,不需要鋁塑膜耐電解液性能,因此日本昭和的干法工藝中使用到了接著劑,而接著劑的耐電解性能比較差,這在一定程度上影響了鋰電池鋁塑膜的使用壽命。
昭和鋁塑膜的優(yōu)點(diǎn):成本低,供貨速度快;外觀光滑平整,無(wú)沙眼、褶皺;沖深性能好,能滿足大部分聚合物鋰離子電芯的要求(匹配昭和沖深設(shè)備沖深可達(dá)8~10mm);熱封性能;在適當(dāng)溫度、壓力、時(shí)間條件下,昭和鋁塑膜封接強(qiáng)度、封接絕緣性、密封性遠(yuǎn)優(yōu)于同類產(chǎn)品;耐電解液性能,昭和鋁塑膜內(nèi)層為高純度CPP,具有良好的耐電解液腐蝕的性能。
昭和電工鋁塑膜廣泛應(yīng)用于MP3、移動(dòng)電話、平板電腦、掌上電腦、航模、UPS、電動(dòng)自行車等聚合物鋰離子電池。
熱法生產(chǎn)工藝是由日本DNP和日本尼桑公司為了生產(chǎn)汽車用電芯而共同開(kāi)發(fā)的鋁塑膜產(chǎn)品,在耐電解性能方面優(yōu)于日本昭和。日本藤森鋰電池鋁塑膜的生產(chǎn)過(guò)程中也采用了日本DNP的熱法技術(shù),2011年日本藤森開(kāi)始進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。但是目前日本藤森的產(chǎn)品不能用于出口電芯,主要原因是技術(shù)方面抄襲日本DNP,出口產(chǎn)品會(huì)受到專利的限制。
鋁塑膜有哪些指標(biāo)
厚度:厚度是鋁塑膜整體厚度指標(biāo)。根據(jù)鋁塑膜的厚度,可將其分為 88μm、113μm、152μm 三種。88μm 鋁塑膜適用于薄型化數(shù)碼電池,113μm 鋁塑膜適用于3C移動(dòng)電池;152μm 厚度的鋁塑膜則適用于動(dòng)力電池領(lǐng)域。
剝離強(qiáng)度:剝離強(qiáng)度是指粘貼在一起的材料,從接觸面進(jìn)行單位寬度剝離時(shí)所需要的最大力。
熱封強(qiáng)度:熱封強(qiáng)度是指二層相同或不同塑料材料在一定熔融溫度下經(jīng)一定壓力后,熱粘合在一起后達(dá)到的剝離強(qiáng)度。例如某些鋁塑膜要求的檢測(cè)條件是溫度180℃、面壓力0.6MPa、時(shí)間3秒,88μm的鋁塑膜要求的剝離強(qiáng)度不小于40N/15mm,而152μm的鋁塑膜要求的剝離強(qiáng)度不小于70N/15mm。
耐電解液性:指的是鋁塑膜浸泡在特定組分的電解液經(jīng)過(guò)一定時(shí)間之后的剝離強(qiáng)度和熱封強(qiáng)度。例如某廠生產(chǎn)的鋁塑膜需要將樣品浸泡于電解液,85℃*24hr,EC:DEC:DMC=1:1:1,LiPF6 1mol/L;要求測(cè)試剝離強(qiáng)度不小于5N/15mm,熱封強(qiáng)度不小于30N/15mm。
鋁塑膜特性
具有極高的阻隔性,比普通鋁塑復(fù)合膜的阻隔性高10000倍;
具有極好的耐電解液性能;
具有良好的冷沖壓成型性;
具有優(yōu)良的熱封強(qiáng)度,利于電池封裝加工;
具有優(yōu)異的沖壓成型性;
具有卓越的耐電解液腐蝕性,通過(guò)創(chuàng)造性的防腐蝕處理工藝,使得產(chǎn)品中:不含有重金屬;
耐酸腐蝕性能卓越;鋁層經(jīng)沖壓變形后防腐處理層具備一定的自愈性,保證電池長(zhǎng)期使用的可靠性;
具有優(yōu)異的熱封性能,耐高溫,絕緣性強(qiáng):無(wú)論是側(cè)封、頂封、注液后封口性能均達(dá)到或超過(guò)同行業(yè)水平;可以在較寬的溫度范圍內(nèi)保持較高的熱封強(qiáng)度,對(duì)于電池的加工及耐久性使用有利。同時(shí)在絕緣性、摩擦系數(shù)、抗穿刺性能、彎曲性能、水分透過(guò)性、氧氣透過(guò)性、印刷性能等各項(xiàng)物性均通過(guò)嚴(yán)格測(cè)試。
(責(zé)任編輯:Snow)
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