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关于铝塑膜的资料搜集 (转)

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发表于 2015-11-21 11:53:35 | 显示全部楼层 |阅读模式

目前的铝塑膜生产的厂家主要有哪几家?

日本:DNP、昭和电工、凸版印刷、大仓工业

韩国:栗村

中国:上海紫江

1,软包装材料的结构和分类:
  聚合物锂离子电池芯内包装材料按不同的方式可能有多种分类方法,但最常见的有如下两种分类方法:按是否需要冷冲压成型分类和内膜热封层是否具有与金属电极直接热封的性能分类。
一、按是否需要冷冲压成型分为冷冲压成型膜和非冷冲压成型膜。
  1、冷冲成型膜的典型结构为:
  I、NY15-25/AL40-60/NPP50-70
  
PET12/NY15-25/AL40-60/NPP50-70
  
NY15-25/AL40-60/NPE50-70
  
PET12/NY15/AL26-30/NPE50-70
  2、非冷冲压成型膜结构为:

  I、
NY15-25/AL26-30/NPP50-70
  
PET12/AL26-30/NPP50-70
  
NY15-25/AL26-30/NPE50-70
  
PET12/AL26-30/NPE50-70
  
PET12/NY15/AL26-30/NPP50-70
注:NPP50-70是指热封层是PP类的特殊多功能层,特点是不能与金属直接热封。

  NPE50-70是指热封层为改性聚乙烯类的特殊多功能层,特点是可以与金属电极直接热封。

二、按内膜热封层是否具有与金属电极热封的性能分为:
  1、可直接与金属电极热封膜:
  NY15-25/AL26-30/NPE50-70
  
PET12/AL26-30/NPE50-70
  
PET12/NY15/AL26-30/NPE50-70
  
NY15-25/AL40-60/NPE50-70
  2、不能直接与金属电极热封膜:

  NY15-25/AL26-30/NPP50-70
  
PET12/AL26-30/NPP50-70
  
PET12/NY15/AL26-30/NPP50-70
  
NY15-25/AL40-60/NPP50-70
2,软包装材料的技术要求:由于聚合物锂离子电池96年才在实验室开发成功,而批量化生产不过三四年的时间,该包装膜的开发研制比电池更晚一些,没有形成国际标准,国内进行深入研究的厂家微乎其微,更没有标准可循。我公司开发的电池包装膜,是经过对国内具有实力的锂离子电池厂(夏门宝龙工业、惠州TCL全能、东莞新能源ATL、顺德精进电子等)将近两年的沟通与合作,逐步形成了产品质量的一些基本要求。这些基础要求,成为目前产品的技术指标,其中有些指标可以定量描述,能通过合适的方法检测,有的却不能用先进的方法检测出来。有些要求只能定性描述,找不到合适的方法检测。另外,随着电池厂工艺的改进,技术的进步,对电池性能要求的提高,很多指标也要相应变化,特别是随着电池膜对电池本身电性能研究的深入,还会提出更新的技术要求。这些要求都将是今后技术标准的重要组成部分。下面将该产品现有的技术要求介绍一下。

一、外观:不允许有针孔、异物、粘连、涂层不均匀、复合导间分离及明显损伤、气泡、皱纹、脏物等缺陷。

二、厚度:复合膜总厚度150u以内(成型),120u以内(非成型)。

三、阻隔性:
  1、水蒸汽透过量<10-4g/m2·d.1atm
  2、 氧气透过量<0.1cm
3/m2·d.1atm
四、冷冲压成型性;

  1、冷冲压深度为3-8mm
  2、 不允许分层、破裂、针孔漏光

  3、 形状保持性,变形度a<
50
五、热封强度:内膜被电解液浸泡渗透到三封口(在大约12天)时,封口强度>40u/15mm。

六、鸸水泡性能:成品电池放在常温水冲浸泡二十天封口严密,不产生鼓气现象。
七、电绝缘性:热封极片电阻率>1×107s2·cm-1(电极与复合膜铝箔间的电阻率)
八、内膜耐穿刺性能:内膜能经受电芯周边毛刺穿刺及热封时金属电极不与膜中间AL箔短路(成品点状腐蚀率和短路率<1‰)。

九、耐电解液稳定性:电解液会溶胀、溶解吸收内层复合膜,特别是膜层间胶粘剂或粘结树脂,其中产生的HF会腐蚀复合膜中间的AL箔,造成AL箔与内膜的分离,从而产生漏液或气胀,使电池报废。三封口时,AL箔以内各层间剥离强度>2.5N/15mm,从而保证封口的严密牢固性。

十、电性能:电性能指标正在进一步的摸索探讨之中,生产厂家暂时保密,不愿详细透露。电性能的实质是包装膜对电池充放率的影响,这种影响包括电绝缘性,对电解液组分平衡性影响,复合膜特别是AL箔以内膜被电解液浸泡后的电绝缘性等等。
十一、其它:膜的厚度偏差、尺寸偏差、热封耐折剥离、原膜层间初始剥离强度,断裂强度(>100N)、断裂伸长率(>35%)等。
总之:该膜所要求的指标很多,其中最重要的指标也是与普通复合膜不同的地方是①极高的阻隔性;②良好的冷冲压成型性;③耐穿刺性;④耐电解液稳定性;⑤电性能(包括绝缘性)。

3,铝塑膜工艺

1)新型包装材料D-DN(405或408)系列

关于新开发的用于锂离子电池软包装的铝塑复合膜D-ND系列作如下说明。本材料是针对于其他公司销售的干燥式层压型材料(AL/DL/CPP)相应开发的 有竞争优势的包装材料。DNP使用新开发的粘合剂于铝塑复合膜之中,所以能够和目前常规销售的D-EL40H型 的包装材料具有相同的水蒸气阻隔性能。为了容易替换正在使用中的其他公司包装材料,该材料具有其他公司(如昭和电工)包装材料同等以上的基本性能和可操作性。D-ND系列的一个特征是,作为带基薄膜在最内一层实施PP复合的工艺。PP树脂复合实施的意义在于:1) 耐电解质密封性能的稳定;2) 极耳周边的填埋密封性能的提高;3) 内层滑润性能的提高而致使冲压成型的稳定性等的有效实现。

(1)电池用包装材料


型号

D-EL40H

D-ND405

D-ND408

构成

ON 25

ON 25

ON 25

DL 4

DL 4

DL 4

AL 40

AL 40

AL 40

Ppa 15

ND3

ND3

CPP 30

CPP 30

CPP 30

PP 20

PP 50

厚度(um)

114

122

152

宽度(mm)

80,100,(114)133,160,200,(266),400

长度(m/roll)

500,400,300

原材料制造地及物性·外观检查地

DNP(日本)

小卷制品切 割地及出货地

MEF(中国)

特征

水蒸气阻碍◎

耐电解质性(Sealing)◎

耐电解质性 (Laminating)◎

耐电解质性 (Laminating)○

耐电解质性 (Laminating)○


备注:ON:延伸尼龙,DL:干燥式铝塑复合膜粘合层,AL:铝箔,ND;NEO-DRY的略写→DNP的新型粘合剂使用的粘合层,CPP:未延伸的聚丙烯,PP:聚丙烯复合层,另外,各数值均以μm作各层厚度的表示单位。

(2)要包装材料比较表作详细说明

产品厚度:考虑耐电解质密封强度(电解液充填部位的密封)以及极耳周边树脂的填埋,以50μ(80μ)密封层厚度作为标准。由此:(1)ON(25)+DL(3)+AL(40)+ND(3)+粘合层(50)=総总厚度122μm(±10%) 由此:(2)ON(25)+DL(3)+AL(40)+ND(3)+粘合层(80)=総总厚度152μm(±10%)

(一)表1


日本主要包装材料比较清单(用于聚合物锂离子电池)
构成
D-ND405
昭和电工包装材料
ON25
ON25
DL4
DL4
AL40
AL40
ND3
DL2
CPP30
CPP40
PP20
厚度
μm
设计数值
122
111
水蒸气
阻隔性能
ppm
密封面压1.0MPa
50以下
220以上
60℃90%RH 336H
初期层压分层强度(AL/PP)
N/15mm
8~9
5~6
初期密封强度
N/15mm
密封面压0.5MPa
70~80
50~60
190℃,3秒
密封面压1.0MPa
70~80
耐电解质性能
(封入膜内强度试验)
N/15mm
2以下
2以下
60℃,14日
耐电解质性能
(密封强
度试验)
N/15mm
密封面压0.5MPa
40~50
10~20
60℃,14日
密封面压1.0MPa
50~60
20~30
电解液中的
密封强度
N/15mm
密封面压0.5MPa
80~90
20~30
190℃,3秒
密封面压1.0MPa
80~90
20~30
冲压成型的深度
mm
控制褶皱面压0.17MPa
(尺寸:80×120mm)
6.5㎜以上
6.5㎜以上

(二)表2


本主要包材比较清单(用于聚合物锂离子电池)
构成
D-ND408
昭和电
装材料
ON25
ON25
DL4
DL4
AL40
AL40
ND3
DL2
CPP30
CPP40
PP50
厚度
μm
设计数值
152
111
水蒸气 阻隔性能
ppm
密封面压1.0MPa
60以下
220以上
60℃90%RH 336H
初期层压分层强度 (AL/PP)
N/15mm
15~16
5~6
初期密封强度
N/15mm
密封面压0.5MPa
110~120
50~60
190℃,3秒
密封面压1.0MPa
130~140
70~80
耐电解质性能(封入膜内 强 度试验)
N/15mm
2以下
2以下
60℃,14日
耐电解质性能(密封强度试验)
N/15mm
密封面压0.5MPa
60~70
10~20
60℃,14日
密封面压1.0MPa
70~80
20~30
液中シール強度
N/15mm
密封面压0.5MPa
40~50
20~30
190℃,3秒
密封面压1.0MPa
40~50
20~30
冲压成型的深度
控制褶皱面压0.17MPa
(尺寸:80×120mm)
6.5㎜以上
6.5㎜以上

4,问题解决:

1,本人做聚合物电池的,原来惯用DNP铝塑膜,现在逐渐也用SHOWA的,感觉两个铝塑膜差别还是较大的: 1、DNP粘结性较好;2、SHOWA易胶层,熔接性好像也不是很好。不知道是不是SHOWA用得还是适当,大家有没有都用过的?

(1)两者的制造工艺不一样,一个是共挤出,一个是热复合。在日本那边只有Sony在用Showa铝塑膜,因为他们做的是GPE,对于包装膜的要求不大,其它厂家听说用的都是DNP铝塑膜。但是我现在试用的效果是,它的热封强度不是太好。想听听大家对于这两种产品的意见。

(2)DNP的还可以,热封强度能够保证,剥离强度≧15N/15mm;Showa的价格较便宜,但是内层剥离强度太低。

(3)DNP的内层较脆,在剥离时很容易断裂,因此较难测量。而Showa的韧性好,可惜用手轻轻就可以撕开。至于热封强度,好像有>20N,偶尔见有40N左右。

(4)复合膜成品出现剥离强度不良,与多种原因有关,诸如:胶粘剂的质量,复合基材表面张力值不符合要求,会影响剥离强度,操作工艺不规范,烘干温度的影响,热钢辊温度不适合,及薄膜基材添加剂的影响等等。一般剥离强度达到8N/15mm以上,基本不可剥离,足以满足需求,甚至复合牢度达到5N/15mm以上就能完全满足需要。至于热封强度,与基材性能、热封的温度-压力-设备-时间等有密切的联系,只要对证下药,热封强度达到50N/15mm以上是没问题的。

(5)昭和的内层剥离强度太低?我这里有数据 nylon/Al>2N/15mm   Al/CPP>4.9N/15mm。另外,充深6.5mm 是住友和大日本印刷不可比拟的,热封性能也是最好的。同时为了解决动力电池的问题,昭和在中国推出cpp80u(厚160mm)的膜,有效防止铜网铝网对内层的磨耗,以及防止其毛刺对cpp的刺穿。国内做聚合物,液态软包装的大概80%采用昭和的。

(6)昭和的冲压深度要远远好于DNP的,但DNP的耐化学腐蚀性却好的多。Showa属干法,DNP是热法,热法的AL经受高温脆化。DNP的在耐电解液和水分上有优势,而冲深、短路、外观、裁切性能相对而言不如Showa

(7)昭和的ALF和DNP对比:昭和从制作上ALF(其结构:从外到内依次是尼龙/胶/AL/胶/CPP聚丙烯)为干法, DNP从制作上ALF为热法。



2,铝塑膜有多少层?

1)从外到里:尼龙层/粘结层/AL foil(treated)/粘结层/CPP层(改性聚丙烯,是聚丙烯(91-96%)和乙烯(4-9%)的二元共聚物),据相关人士称,目前日本搞的是7层,多了俩层粘结层。

2)是三层结构,中间是Al,两边是PP膜。PET(环氧树脂),是Al两面所涂的胶,粘结剂。

3,锂电池的辅助材料有哪些?

如双面胶带,高温胶带,保护膜,仿震泡棉,快巴纸,青稞纸等电池用绝缘材料。

(1)锂电池用终止胶带,基材一般分为PET(聚酯)和PP(聚丙烯)两种;PET较硬,抗拉强度比较大,不易断;PP较柔软,贴服性更好,抗拉强度较小,容易拉断;因为终止胶带要耐电解液,所以一般都是涂布亚克力系或者橡胶系胶水。硅胶不耐电解液,一般不推荐用于电芯,部分厂家会用在极耳等不太接触电解液部位。终止胶带颜色有蓝色,绿色,墨绿,透明,橙色,透明黄等,市场主流是蓝,绿,透明三色。茶色高温胶带,基材也可以分为两种,一种是PI(聚酰亚胺),成本较贵,比较柔软,贴服性较好;另一种就是PET(聚酯),成本低,贴服性较差。涂布的胶水有两种:硅胶和亚克力,硅胶耐温更好(可达200度以上),但不耐电解液,亚克力耐温差些(一般不超过180度),但是耐电解液。从成本和品质角度综合考虑,推荐使用PI/PET+亚克力,在不接触电解液的部位才考虑PI/PET+硅胶。

锂电池专用的高温胶带应该是琥珀色的胶带,其背材为聚酰亚胺,粘合剂为有机硅粘合剂。Plexus甲基丙烯酸甲酯结构胶适用于大多数热塑性塑料、金属和复合材料之间的结构性粘结。Plexus结构胶的主要优势是粘结复合材料前仅需进行少量(或无需进行)表面处理工作就能达到高强度,韧性和持久粘结的效果。

备注:PET胶带容易贴附,耐高温,不容易起褶皱;PP胶带质地偏软,其优势在于贴附后不容易产生气泡,而用PET材质的多些。


(2)锂电芯定位胶的作用和贴什么胶布比较适合
502胶水和高温胶带

点评

同意: 5.0
同意: 5
不错的资料,不过整理的有点乱啊  发表于 2015-11-21 13:16

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参与人数 1威望 +8 电池币 +1 收起 理由
xmy3800405 + 8 + 1 不错的资料!

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发表于 2015-11-23 17:14:53 | 显示全部楼层
必须得顶     比较细   希望有规范文档分享就更好了
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发表于 2015-11-24 12:30:34 | 显示全部楼层
学习了,谢谢
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发表于 2015-11-24 13:49:13 | 显示全部楼层
谢谢楼主
这么好的贴子,顶
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 楼主| 发表于 2015-11-24 14:56:45 | 显示全部楼层
啉你 发表于 2015-11-24 13:49
谢谢楼主
这么好的贴子,顶

朋友QQ多少?希望结识锂电行业的朋友,可以讨论行业发展
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发表于 2015-11-24 23:23:14 | 显示全部楼层
比较细   希望有规范文档分享就更好了
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发表于 2015-11-25 11:06:57 | 显示全部楼层
不错,顶一个!
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发表于 2015-11-25 15:30:25 | 显示全部楼层
好文章,真才实学,胸怀广!
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