鋁塑膜是軟包電池核心材料，對(duì)于電池輕量化起著關(guān)鍵作用。相較于鋼殼、鋁殼或塑料殼等包裝材料，鋁塑膜具有質(zhì)量輕、厚度薄、外形設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)勢(shì)，正在逐漸成為市場(chǎng)主流。2016年我國(guó)鋰電池鋁塑膜的需求量達(dá)到9500 萬(wàn)平，同比增長(zhǎng)高達(dá)44%。/ L5 _/ Q8 s9 H' q6 M
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- b& P/ n, k; G$ p; s- [| 鋁塑膜基本介紹
3 {+ j b' T/ G9 b! }鋁塑膜的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
" j8 g8 u# r& t# \! z鋁塑復(fù)合膜是由外層尼龍層（ON 層）、中間鋁箔層（AL 層）、內(nèi)層熱封層（CPP 或PP）構(gòu)成的復(fù)合材料，層與層之間通過(guò)膠黏劑進(jìn)行壓合粘結(jié)。 t; ^! r6 ~) R8 D+ X/ }* z
7 `0 C T! f: y+ e( s相較于鋼殼、鋁殼或塑料殼等包裝材料，鋁塑膜具備質(zhì)量輕、厚度薄、外形設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)勢(shì)，在3C消費(fèi)電子、動(dòng)力電池、儲(chǔ)能等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。4 E, f/ P8 P& c+ p1 r5 i( E
2 U& L4 ^6 J$ l鋁塑膜應(yīng)用場(chǎng)景
7 y& H* |4 A; K4 U) R3 D% H鋁塑膜是軟包裝鋰電池電芯封裝的關(guān)鍵材料，單片電池組裝后用鋁塑膜密封形成電池。
! b( Y5 Z4 K: \" V! O& c" Z3 @由于軟包鋰電池節(jié)省了系統(tǒng)的體積和重量，比容量相較于其他類型電池更高，且具備安全性能好、內(nèi)阻小、外形設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)，許多車企開(kāi)始采用軟包電池技術(shù)路線，比如暢銷車型leaf和volt，2016年leaf以48777量的銷售排名全球電動(dòng)車銷量第一。+ z, d# O; ]5 l
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8 p9 m% G7 c- z, a7 j% O鋁塑膜與軟包電池示意圖 3 r& t6 `2 U% \5 P
由于電池內(nèi)部有電解液的存在，要求軟包材料能夠抵擋有機(jī)溶劑的溶脹、溶解和吸收，同時(shí)還要求保證氧氣和水分的嚴(yán)格阻隔。
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' z1 I# R9 ^1 C! C2 _因此，鋁塑膜材料的設(shè)計(jì)、制造及應(yīng)用技術(shù)都和普通的復(fù)合包裝材料有質(zhì)的差別，其技術(shù)難度超過(guò)隔膜、正極、負(fù)極、電解液，鋁塑膜也是鋰離子電池材料領(lǐng)域技術(shù)難度較高的環(huán)節(jié)，綜合毛利率可以達(dá)到40%以上。
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鋁塑膜能力要求 2 n, ^) s9 u# M! i" h6 R- V
鋁塑膜的結(jié)構(gòu)
; k4 Z/ v8 ^3 _# n軟包鋰電池有兩大技術(shù)方向，一是滿足小型化和輕薄化需求，主要滿足消費(fèi)類電子產(chǎn)品需求，這就要求鋁塑膜在保證水、氧阻隔性同時(shí)向輕薄、柔韌性發(fā)展；二是滿足高密度大容量和大充放電倍率的需求，主要應(yīng)用與動(dòng)力電池和儲(chǔ)能領(lǐng)域，要求鋁塑膜具有更高機(jī)械輕度、更高阻隔性和長(zhǎng)期使用壽命。" V8 R# C9 ]+ q( F- `2 S
/ H* s: @0 z7 T) w8 u% U$ K4 V因此目前市場(chǎng)上常規(guī)鋁塑膜的厚度一般分為88μm、113μm、153μm 三檔，其中86μm 和113μm 兩檔用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品，153μm用于新能源車動(dòng)力鋰電池和工業(yè)儲(chǔ)能領(lǐng)域。
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鋁塑膜分類
" Z7 [; {$ t( D" h從鋁塑膜的結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要分為表層尼龍層（ON層）、中間鋁箱層（AL層），以及內(nèi)層熱封層（CPP或PP），為滿足鋰電池的需求，各層對(duì)材料和技術(shù)都有很高的要求。2 e E0 f& b/ J$ { c- {3 b( ^2 [
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鋁塑膜結(jié)構(gòu)
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不同制備方法鋁塑膜結(jié)構(gòu)區(qū)分
4 L* k- s; R" S' ^' J表層尼龍層 ; [: u( L! b% L2 A
作用：主要是保護(hù)中間層鋁箔層不受劃傷，并且在加工過(guò)程中能夠連續(xù)操作而不破壞外觀，以及在電池的使用過(guò)程中防止由于跌落等對(duì)電池造成的沖擊震蕩等來(lái)進(jìn)行保護(hù)內(nèi)部。# v/ f& W8 h$ G4 _4 x4 e& C
8 f- U+ `+ a; N! B* f/ p; Q4 A要求：對(duì)外層材料的最主要要求就是抗沖擊性能好、耐穿刺性能好、耐熱及絕緣性能，耐摩擦性能好。# l+ D$ c0 u: u) i
J' C7 B2 e: l厚度：尼龍層的優(yōu)選厚度為12～40μm。
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9 W- D2 U& k+ S8 ~% Z* e$ B% X中間鋁箔層
7 \4 U' C# B/ k/ f" p* {5 {作用：鋁箔層的主要作用是防止水分的侵入，金屬Al在室溫下會(huì)與空氣中的氧反應(yīng)生成氧化膜，阻止水汽滲入從而保護(hù)電芯內(nèi)部。同時(shí)鋁箔層在鋁塑膜成型的時(shí)候還提供了沖坑的塑性。
c+ u# { {* s' ~6 p2 ^要求：材料一般使用純鋁類或鋁-鐵類合金的0材（軟質(zhì)材）。
- |+ x3 _" [4 i0 J, r- t2 S1 u& e厚度：鋁箔芯層的厚度一般30～50μm。
/ H% N1 p' H$ V內(nèi)層CPP 層 7 f$ w; y$ y. {8 g0 J+ q
作用：軟包電池失效的主要因素是電芯脹氣和漏液，而電芯脹氣的主要原因是由極耳與聚丙烯薄膜（CPP）粘合不良引起的。
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要求：CPP材料必須與金屬Ni、Al及極耳膠塊有良好的熱封粘貼性，具有耐電解液、絕緣性和耐戳穿性能，能防止電極與鋰離子電池軟包裝材料之間的短路，同時(shí)要求與其鋁箔層間的復(fù)合強(qiáng)度高。
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) ` F6 |! s/ L0 T厚度： CPP 層一般是20～100μm的厚度。
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層間膠粘劑
2 r+ @. a$ |* _4 R4 H要求：膠粘劑特別是層與層之間的膠層，需要有較強(qiáng)的耐電解液性能、耐溫?zé)崂匣阅芎洼^強(qiáng)的粘接性能，同時(shí)膠粘劑層不能與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
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1 l8 y- Y' y1 B: U' T! ]鋁塑膜的制備方法/ F: v( j& K3 }$ D
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鋁塑膜的制備主要有干法和熱法兩種。干法制備在AL和CPP之間用接著劑粘結(jié)后，直接壓合而成。而熱法在AL層和CPP層之間用MPP接著，然后再緩慢升溫升壓的條件熱合成，制作過(guò)程較長(zhǎng)。+ u- P1 c% p( W4 @0 E5 n7 Z
/ j6 R+ U+ l7 L2 s# ]) K干法和熱法工藝區(qū)別 3 L3 A( @( M* ~* w
干法應(yīng)用廣泛，昭和ALF產(chǎn)量95%為干法，主要應(yīng)用于手機(jī)電池、MP3、MP4 等高能量重度的電池上。另外還大量應(yīng)用在電動(dòng)車、航模等大倍率、高容量動(dòng)力電池上；熱法只可應(yīng)用在對(duì)容量要求不高的電池上。! e3 z# w- P3 [' q: [! g
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干法和熱法工藝對(duì)比
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發(fā)表于 2017-8-4 21:14:04
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