多层塑料铝箔复合膜(铝塑复合膜)

多层塑料铝箔复合膜(铝塑复合膜)

液态软包装锂离子电池采用同聚合物锂离子电池相类似的铝塑复合膜作为

电池的外壳，取代一般锂离子电池的钢制或铝制外壳。这种铝塑复合膜大致可以分为三层：内层为粘结层，多采用聚乙烯或聚丙烯材料，起封口粘结作用；中间层为铝箔，能够防止电池外部水汽的渗入，同时防止内部电解液的渗出；外层为保护层，多采用高熔点的聚酯或尼龙材料，有很强的机械性能，防止外力对电池的损伤，起保护电池的作用。这种包装膜价格便宜，制作成本低，作为电池壳制作工艺简单方便，这样既降低了电池成本又简化了工艺过程。高质量的铝塑复合膜的研制和开发是液态软包装锂离子电池这一高新技术产品研制成功的关键。作为液态软包装锂离子电池的外壳，该铝塑复合膜不再仅仅是电池的简单外包装，而且是构成液态软包装锂离子电池的一个不可缺少的重要组成部分。如果对这种软包装材料的重要性认识不够，将很不利于软包装电池的设计和开发。它在液态软包装锂离子电池的研制中有如此重要的地位，说明该产品有高的技术含量，在设计、制造及其应用上都和普通的复合包装材料在性能上有质的差别。到目前为止，国际上仍没有一家公司的该项目产品能够完全满足液态软包装锂离子电池对该产品的综合技术要求。国内外各生产厂正抓紧对自己的产品进行不断改良，铝塑复合膜的生产技术也正处于不断研究发展之中。

2.1.2 液态软包装锂离子电池对铝塑复合膜的一般要求

1、具有极好的热封合性整个电池外壳的成型是靠铝塑复合膜的热封来实现的，这就要求铝塑复合膜内层热封性能良好，有足够的剥离强度，而且热封接缝处耐电解液的浸泡能力良好。一般要求内膜被电解液浸泡渗透到封口（在大约 12 天）时，封口强度大于40N/15mm。锂离子电池对高温也很敏感，一般使用温度低于 60℃，要求软包装材料在热封强度足够的情况下，热封温度越低越好。就一般而言，热封温度应不高于150℃，采用更高的热封温度时，必须采用适当的边缘降温措施，以防止热封时的传导和辐射对电池起破坏作用。

2、铝塑复合膜不与电解液起反应电池的使用过程，是一个动态的电化学反应过程（不断地充放电），作为电池外壳的铝塑复合膜要能有效抵制内部电解液对它的溶胀、溶解、渗透、吸收及电化学反应。电池内的电解液是由多种有机溶剂和遇水分能迅速产生强腐蚀性氢氟酸的锂盐存在。多种有机溶剂通常会溶胀，溶解、吸收软包装材料，尤其是它们是通用复合材料用胶粘剂或粘接树脂的良好溶剂，破坏复合层间粘接效果，而强腐蚀性氢氟酸的存在，将严重腐蚀铝箔，使内膜与铝箔分离，进而把铝箔腐蚀穿孔，从而破坏了整个包装。尤其是铝塑复合膜的内层材料既不能被电解液所溶解，又不能与电解液起溶胀作用。如果内层材料被电解液所溶解，由于电池的工作电压高达 3.6V 以上，所溶解的成分将发生电化学反应而产生气体，使电池发生气胀而报废；如果软包装材料溶胀了电解液，将改变电解液的组成而影响电池的性能。

3、具有极高的阻水阻氧性能液态软包装锂离子电池要求铝塑复合膜的阻隔性（如水分、氧气）比普通铝塑复合膜的阻隔性高 10000 倍，一般水蒸气渗透系数要求达到10-4~10-6g/m2·d·1atm，氧气渗透系数要求达到 10-1~10-3cm3/m2·d·1atm。

4、具有高的柔韧性、机械强度及延展性液态软包装锂离子电池的生产和装配，对软包装材料的柔韧性提出了较高的要求，而使用过程中的安全性保障对软包装材料的机械强度及热封强度提出了高的要求。铝塑复合膜在做成电池壳时要

进行冷压成型，即将平面的铝塑复合膜拉伸成长方体型腔，这就要求复合材料整体要有良好的延展性。特别是铝箔，要选用软态的，否则在拉伸成型时四周的 R 处易产生皱褶和针孔，会降低材料的阻隔性能。在电芯包装完毕后进行最后整型和折热封边（一般热封区宽度为 3~5mm）时，同样要求组成铝塑复合膜的各层薄膜有良好的机械物理性能，否则在折边的折线处会出现断裂、反弹等问题。

5、电性能良好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，复合膜特别是铝箔以内膜被电解液浸泡后的电绝缘性等等。电性能指标正在进一步的摸索探讨之中。

1、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。

冷冲压成型膜的典型结构为：

NY15~25/AL40~60/NPP50~70

PET12/NY15~25/AL40~60/NPP50~70

NY15~25/AL40~60/NPE50~70

PET12/NY15~25/AL40~60/NPE50~70

非冷冲成型膜结构为：

NY15~25/AL26~30/NPP50~70

PET12/AL26~30/NPP50~70

NY15~25/AL26~30/NPE50~70

PET12/NY15/AL26~30/NPE50~70

PET12/AL26~30/NPE50~70

PET12/NY15/AL26~30/NPP50~70

2、按内膜热封层是否具有与金属电极热封的性能分为：

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

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

3、根据内层热封层材料的不同分为:

EAA（乙烯－丙稀酸共聚物）类

NY25/AL40~60/NY25/LDPE18/EAA30~40

PET12/AL40~60/PET12/LDPE18/EAA30~40

CPP（聚丙烯）类

PET12(NY12～25)/AL40~60/CPP30~80

NY25/AL40~60/CPP30~80

注：以上材料名称后的数字代表该层材料的厚度，单位为μm。例如：PET12指选用 12μm 厚的聚酯薄膜，AL40~60 指选用 40~60μm 厚的铝箔。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