鉅大LARGE | 點擊量:3403次 | 2019年08月26日
鋰離子電池鋁塑膜的作用
鋁塑膜是鋰離子電池五大材料之一,是軟包鋰電池封裝材料。鋁塑膜由外層尼龍層/粘合劑/中間層鋁箔/粘合劑/內(nèi)層熱封層,共五層組成,每層功能要求都比較高。
軟包電池的基本結(jié)構(gòu)與圓柱和方形是類似的,都是正極、負(fù)極、隔膜、絕緣材料、正負(fù)極極耳和殼體,只是軟包電池的課題是鋁塑膜。
鋁塑膜結(jié)構(gòu)如上圖所示:最外層是尼龍層,中間是鋁箔,內(nèi)層為熱封層,每層之間以粘結(jié)劑粘合。
鋁塑膜被要求具備如下特點:具備極高的阻隔性;具有良好的熱封性能;材料耐電解液及強(qiáng)酸腐蝕;具有良好的延展性、柔韌性和機(jī)械強(qiáng)度。
鋰離子電池鋁塑膜的作用
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋁塑膜是鋰離子電池五大材料之一,是軟包鋰電池封裝材料。鋁塑膜由外層尼龍層/粘合劑/中間層鋁箔/粘合劑/內(nèi)層熱封層,共五層組成,每層功能要求都比較高。典型的鋁塑膜結(jié)構(gòu)如下圖所示:
鋰離子電池對鋁塑膜的要求
鋁塑膜的阻隔能力、耐穿刺能力、電解液穩(wěn)定性、耐高溫性和絕緣性影響著鋰離子電池的使用性能。任何一個方面有所缺失,都有可能導(dǎo)致電池性能下降,直接報廢。鋁塑膜采用精密涂布技術(shù)生產(chǎn),目前,日本企業(yè)具有世界上最先進(jìn)的精密涂布技術(shù)。
鋰離子電池鋁塑膜工藝
干法和熱法工藝是鋁塑膜主要采用的生產(chǎn)工藝。干法工藝是鋁和聚丙烯用粘合劑粘結(jié)后直接壓合而成,熱法工藝是鋁和聚丙烯之間用Mpp接著,在緩慢升溫升壓熱壓合而成。
干法生產(chǎn)的鋁塑膜薄,外觀好,具有優(yōu)良的深沖性能和防短路性能,且工藝簡單、成本低,然而與熱法相比,耐電解液和抗水性能較差;熱法的優(yōu)點在耐電解液和抗水性能好,但是深沖成型性能、防短路性能不如干法,外觀和裁切性差。
全球鋰離子電池鋁塑膜企業(yè)
在軟包鋰電池中鋁塑膜起到關(guān)鍵的作用,一般占到電芯成本的15-20%左右。然而國內(nèi)由于技術(shù)的不足,鋁塑膜市場占比非常少,占比不足5%。目前國內(nèi)鋁塑膜市場90%份額被日本廠商壟斷,主要是DNp(大日本印刷)、昭和電工和T&T占據(jù)。
鋁塑膜作為尚未實現(xiàn)國產(chǎn)化的鋰電材料,其毛利率高達(dá)60-80%。據(jù)估計,目前鋁塑膜全球市場空間僅為數(shù)十億元,隨著下游需求放量,行業(yè)增速有望超過40%,潛在市場規(guī)模將達(dá)百億級別。
我國鋰離子電池鋁塑膜差距
作為軟包電池的核心材料,鋁塑膜的生產(chǎn)技術(shù)難度遠(yuǎn)高于隔膜、正極、負(fù)極、電解液,是鋰電池行業(yè)內(nèi)三大高技術(shù)之一。從產(chǎn)品性能上看,我國鋁塑膜產(chǎn)品與國外產(chǎn)品存在較大差距,主要表現(xiàn)在:鋁箔表面處理工藝落后、污染大;鋁箔的水處理會產(chǎn)生“氫脆”,導(dǎo)致鋁塑膜耐拆度差;鋁箔表面挺度不夠,良品率差;聚丙烯與高導(dǎo)熱的鋁箔表面復(fù)合時易卷曲,產(chǎn)生層狀結(jié)晶;國內(nèi)膠粘劑配方工藝較差,易出現(xiàn)分層剝離問題。
由于這些生產(chǎn)工藝技術(shù)的不足,我國生產(chǎn)的鋁塑膜產(chǎn)品沖深最大在5mm左右,始終無法達(dá)到良好的性能要求。而國外可達(dá)到8mm,有的甚至達(dá)到12mm,總體與國外產(chǎn)品還有一定差距;厚度方面,國內(nèi)鋁塑膜最薄只能做到70μm,量產(chǎn)的有112、88和72μm,而日本鋁塑膜最薄可以做到40μm,65和48μm的也實現(xiàn)量產(chǎn)。
為何鋁塑膜的制造技術(shù)難以突破,總體來說主要是材料、設(shè)備、工藝方面存在不足,其技術(shù)難度主要在于工藝的控制—反應(yīng)條件的精確控制。
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