國產(chǎn)鋁塑膜技術(shù)面臨的五大困境

鋁塑膜的是由外層尼龍層、粘合劑、中間層鋁箔、粘合劑、內(nèi)層熱封層構(gòu)成的多層膜，是軟包鋰電池的封裝材料。目前我國鋁塑膜產(chǎn)品與國外相比，還有較大差距。  

與其他電池相較，軟包鋰電池因具有安全性能好、重量輕、容量大、內(nèi)阻小、設(shè)計(jì)靈活的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車、軍事、醫(yī)療、電動(dòng)工具等行業(yè)。  

軟包鋰電池的本質(zhì)其實(shí)只是液態(tài)鋰離子電池套上一層聚合物外殼，而它性能如此優(yōu)異，其中功不可沒的當(dāng)屬聚合物外殼中的鋁塑膜。接著筆者就為大家解析一下神奇的鋁塑膜。  

一、鋁塑膜的簡介  

鋁塑膜的是由外層尼龍層、粘合劑、中間層鋁箔、粘合劑、內(nèi)層熱封層構(gòu)成的多層膜，是軟包鋰電池的封裝材料。鋁塑膜與其他常用塑膜相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)：  

1)鋁塑膜具有極高的阻隔性：比普通鋁塑復(fù)合膜的阻隔性高10000倍；  

2)有良好的冷沖壓成型性：能夠根據(jù)客戶產(chǎn)品需求，契合新的電芯型號(hào)。  

3)有很好的耐穿刺性：由于聚合物鋰電池芯周邊有銅、鋁網(wǎng)毛刺造成點(diǎn)狀腐蝕，加速電化，抽真空收聚時(shí)，毛刺會(huì)猛刺內(nèi)膜，可能刺穿內(nèi)膜直至鋁箔，電芯內(nèi)的氫氟酸將直通鋁箔學(xué)腐蝕，改變電解液組成，嚴(yán)重時(shí)將鋁箔腐蝕穿而漏液，同時(shí)會(huì)造成短路，導(dǎo)致電池報(bào)廢，因此耐刺穿性尤為重要。  

4)有良好的耐電解液穩(wěn)定性：多種有機(jī)溶劑通常會(huì)溶脹，溶解、吸收軟包裝材料，他們是膠黏劑的良好溶劑，會(huì)破壞復(fù)合層粘結(jié)效果，改變電解液中組份的濃度，進(jìn)而影響電池的電性能。而強(qiáng)腐蝕性氫氟酸的存在，將嚴(yán)重腐蝕鋁箔，使內(nèi)膜與鋁箔分離，進(jìn)而把鋁箔腐蝕穿孔，從而破壞整個(gè)包裝，而鋁塑膜良好的耐電解液穩(wěn)定性，保證了整個(gè)電池的安全  

5)鋁塑膜耐高溫，絕緣性強(qiáng)：金屬電極片厚度100u左右，在170℃和3kg/cm2左右的壓力下熱封時(shí)，內(nèi)膜中如果沒有耐高溫的絕緣層存在，金屬電極常常被壓倒包裝鋁箔上，造成短路，使電池報(bào)廢，成品率降低，因此耐高溫，耐絕緣是外殼的必備屬性。  

二、鋁塑膜的結(jié)構(gòu)及分類  

鋁塑膜的主要成分由ON/ALCPP共三層物質(zhì)構(gòu)成，表層ON層(尼龍層)為裝飾性O(shè)N層，也起保護(hù)AL層不刮傷之作用；中間為形態(tài)成型和防止水分侵入的AL層；內(nèi)層CPP(聚丙烯)層為耐電解液層。  
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；熱法只可能應(yīng)用在對(duì)容量要求不高的電池上。  

三、鋁塑膜的制備工藝  

大致上講，鋁塑膜的制備方法分為干法和熱合兩類：  

干法：AL和CPP之間用接著劑粘結(jié)之后，直接壓合而成。優(yōu)勢(shì)在于重申成型性能，防短路性能，外觀(雜質(zhì)、針孔、魚眼少)，裁切性能上。另外耐電解液和隔水性良好。  

熱合：AL和CPP之間用MPP接著，然后在緩慢升溫升壓的條件下熱合成，制作過程較長。并且由于長時(shí)間高溫烘焙作用，使ALF脆化，從而導(dǎo)致沖深性能劣化。優(yōu)勢(shì)只在于耐電解液和抗水性方面，而其沖深成型性能，防短路性能，外觀，裁切性能均不理想。  

四、國內(nèi)鋁塑膜廠商面臨的困境  

目前我國鋁塑膜產(chǎn)品的性能，只有極少數(shù)企業(yè)的幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)可達(dá)到日本企業(yè)的水平，存在的主要問題是耐電解液和沖深不過關(guān)，國內(nèi)鋁塑膜的沖深在5mm左右，國外的在8mm，甚至達(dá)15mm，總體與國外產(chǎn)品還有一定差距。尤其是反應(yīng)條件和精度控制，這種高精度的材料制造過程中，經(jīng)常是差之毫厘謬以千里，工藝控制的難度就體現(xiàn)在分毫之間。目前，國內(nèi)鋁塑膜廠商存在著以下五大困境：  

1)鋁箔表面處理工藝落后、污染大：由于采用水洗出油和“鉻酐”鈍化處理，污染大。同時(shí)由于水有表面張力，導(dǎo)致鋁箔微孔中的油無法清洗干凈，導(dǎo)致后續(xù)工序產(chǎn)生缺陷；  

2)鋁箔的水處理工藝會(huì)產(chǎn)生“氫脆”，因此國產(chǎn)鋁塑膜耐拆度差；  

3)鋁箔表面涂布UV層、鋁箔挺度不夠、干式法復(fù)合時(shí)易褶皺、寬幅產(chǎn)品無法制作且良率差；  

4)對(duì)于CPP,國內(nèi)主要采用淋膜機(jī)淋涂，與高導(dǎo)熱的鋁箔表面復(fù)合時(shí)，易卷曲、產(chǎn)生層狀結(jié)晶；  

5)由于國內(nèi)膠粘劑配方技術(shù)原因，導(dǎo)致產(chǎn)品易出現(xiàn)分層剝離問題。  

國內(nèi)鋰電池廠商面臨巨大成本壓力，迫切要求降低鋰電池原材料成本，因此鋁塑膜實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代、國產(chǎn)化的需求日益凸顯。