铝塑膜技术资料(昭和)

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七、分层现象解析
解析铝塑包装膜分层原因首先解释一下铝塑膜的构造，铝塑膜的主要结构为:ON/AL/CPP共 三层主要物质构成，每层之间通过粘接性助剂复合。表层ON层(尼龙层)为装饰性ON层，也 起保护AL层不刮伤之作用；中间为形态成型和防止水分侵入的AL层；内层CPP层为耐电解 液层。各层间的复合粘结强度说明如下:日本的粘结强度标准: Nylon/AL more than 2N/15mm AL /CPP more than 4.9N/15mm 此标准为日本电池企业的要求及昭和的生产规格标准，因日本模具的材质、抛光、设计(R角 度、间隙)及成型设备等原因以上要求可以满足电池的冲型。 实际出货的粘结强度: Nylon/AL more than 4N/15mm AL /CPP more than 12N/15mm 以上为昭和出货时普遍产品的实际值，甚至更高。但就算是这样偶尔还会有分层现象产生， 这现象多出现在04年中国锂电软包装企业开始量产的时期，经过技术改进问题基本已经解决 了。
铝塑膜
成型工艺参考资料(机密)
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一、昭和ALF的历史和优势
历史：97年和他社共同研制出ALF第一代 01年推出第二代（现我公司主推产品），03年于大陆推广。现在 在中国市场占有率为80%以上〈ATL、TCL、精进能源、优科等客户〉，日本市 场占有率为90%以上〈Sony使用100%，三洋≥80%，NEC……〉
2.暗室测试：假定一个深度T。暗室实验中T成功，T+0.5也 成功，但是T+1.0时出了问题，则冲深应为T+0.5项上的一个 值，也就是T（附图）
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模具冲深能力判定（暗室测定）
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模具冲深能力判定（暗室测定）
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四、热
封
1.模具 1）材质 上模：在日本使用钢为上模； 国内则为铜加了高温胶带 下模：采用钢加硅胶板 2）模具设计 上模做倒角防止ALF破损 下模：R1=R2 顶封建议不开槽， 加硅胶(日本规模化生产\型号简单) 3）热封条件 建议参数200℃*0.2MPa*3sec（日本） 详见附图，自行设计实验方案（倒角、R1、R2）
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二、昭和的ALF和DNP对比
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昭和的ALF和DNP对比（续）
3）结构对比
ON（25µ） 接着剂（2-3µ） AL（40µ） 接着剂（2-3µ） CPP（40µ） ON（25µ） 接着剂（2-3µ） AL（40µ） MPP（10-15µ） CPP（30µ）
昭和干法
DNP热法
4）性能对比： ①干法的优势在于冲深成型性能，防短路性能，外观（杂质、针孔、鱼眼少）, 裁切性能上。另外耐电解液，隔水性良好。 ② 热法的优势只在于耐电解液和抗水性方面，而其冲深成型性能差，防短路性能差， 外观差，裁切性能差。 5）制作方法对比： 干法：AL和CPP之间用接着剂粘结后，直接压合而成。 热合：AL和CPP之间用MPP接着，然后再缓慢升温升压的条件热合成，制作过程 较长。并且由于长时间高温烘烤作用，使ALF脆化，从而导致冲深性能劣化。
备注：上冲头防真空设计图 图1.冲头打孔防真空
正视图
俯视图
图2 冲头冲深面中空以防真空
图3 应用于大体积
备注：ALF冲深程度指标 四角最薄处厚度不小于原来的50%
CPP40（60-65µm）
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成型工艺(模具冲深能力判定方法)
1.模具冲深能力判定方法.
成形深度T T T+0.5 T+1.0 T+1.5 T+2.0 1 ○ ○ ○ ○ ○ 2 ○ ○ ○ ○ ○ 3 ○ ○ ○ ○ ╳ 4 ○ ○ ○ ╳ ╳ 5 ○ ○ ╳ ╳ ╳
优势<与DNP(大日本印刷)相比> 1）所有原料都由昭和集团各子公司协作完成。进料品质绝对保证 （昭和电工铝箔<产量350t/月>和树脂产量都是日本最大的) DNP(用的主要原材料是一样的)<如：CPP（树脂）和铝箔都是在昭和进的> 2）研发是和Sony共同研发，技术绝对领先 举例：ALF研制出第三代，厚度更薄，冲深更深（Sony可以冲15mm），昭和已经开 发出燃料电池关键原材料，太阳能电池的关键性材料〉 3）昭和是全世界作为锂电池原材料最全的公司〈负极、VGCF、ALF、Tablead（极 耳）、AL箔、Cu箔、胶体电解质等〉
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漏液解析（续）
4.电解液注液在封口残留，造成热封强度不足 5.长时间以后极耳被电解液腐蚀而漏液 1）AL表面处理 如不处理HF对AL有腐蚀性 2）CPP太薄不能补偿 金属条和胶带的缝隙 3)CPP本身材质具有抗腐蚀性 6.折边过分造成热封处破损，以致漏液
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六、最新发展
1.工艺： 1）LG PET：12/AL：100/CPP：40（其中AL作硬化处理） 比较硬实 2）ALF 外再加pack ALF→不需要传统pack外壳 ON←加热、加压、热封→CPP 2.成型 目前使用昭和包装膜 Sony可以冲深到15mm ON:15/AL:40/CPP:30 Sony使用冲深到12mm ON:25/AL:40/CPP:30
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分层现象改善对策
改善对策 给分层侧边多预留一些铝塑膜 将分层侧的模具R角磨光一些(可能的话R角可以适当调大一些)，尽可能做到镜面抛光 冲压成型时给分层一侧的模具夹力调小些，有利于铝塑膜在冲压时可以拉一些膜下去以减小 Nylon层的拉伸负担 在热封时手势尽可能平推且顶角时切勿用力过大，顶角角度小用力大的话对Nylon层的负担 越大 另外请按照铝塑膜的储存条件储存∶避免光线直射，湿度RH70%以下干燥通风，最重要的 一点温度不能超过40℃－否则Nylon内成型有效物质会逃逸。
成形工艺（影响成型的因素）
2） 材料： ALF干法冲深性好，热法差 昭和ON和CPP含有特殊润滑剂（具有活性物质，利于冲深） 3）模具： 精度：镜面抛光度范围Ra=0.05-0.25µ T（mm） R 4 1+0.5 5 1.5+0.5 9 2+0.5 12 2.5+0.5
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成形工艺（影响成型的因素）
加热、加压
加热、加压
ON 25µm AL 40µm CPP 40µm CPP 40µmቤተ መጻሕፍቲ ባይዱAL 40µm ON 25µm d=0.25mm
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热封示意图
热封之前 ON AL CPP CPP AL ON
226µm
热封之后
113µm
190200µm
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ON
113µm
ON AL CPP
440-460µm
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Nylon层分层的现象及原因
Nylon层分层的现象 铝塑膜在成型时不会有Nylon层和Al层分层的现象 一经热封会在某一个拐角或折边的地方发现有所谓的「起泡」或分层现 象，这其实是Nylon层和Al层分层的现象 而其他边和拐角都没有问题—如果是铝塑膜本身有问题的话应该是各个 边都会出现相同问题 Nylon层分层的原因 Nylon层在成型过程中过分延伸，在热封后Nylon层收缩，当收缩力大于 Nylon层和AL层的粘结强度时出现分层。 如果是批次不同有时有发生的话，说明即使不发生分层也已经是在要分 层的临界状态了，请按照如下对策调整各种因素为盼。
导线 极耳
万用表 电池 导线
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五、漏液解析
1.成形：成型冲破
2.电池装配 当T1>T2时，上部四角易破损，在热风后可能会漏液
电解液溢出处 AL 接 着 CPP T2 T1 电池本体 AL 层
3.热封时： 热封时，模具设计不当，造成AL层破损，从而漏液 热封时电池与模具的预留位不够，导致分层，甚至漏液 热封条件（时间、压力、温度…）不足，可能会产生漏液
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昭和的ALF和DNP对比（续）
制作过程图示
AL单面表面处理
AL另一面表面处理
ON层挤压粘贴
热法：将CPP与MPP先融合在一起 干法：CPP层挤压粘贴
再经过漫长的高温过程使MPP熔化 并与AL黏结在一起
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昭和的ALF和DNP对比（续）
6）应用方向对比： ① 干法应用广泛。代表聚合物电芯的发展方向，主要应用于手机电池、MP3、 MP4等高能量密度的电池上。另外，CPP的干法品大量应用在电动车、航模等大 倍率、高容量动力电池上 ② 热法只可能应用在对容量要求不高的电池上 7）昭和三代产品比较： 7 ① 第一代产品冲深性好，成本低，外观好，防短路性好。但是在抗水性、耐电解 液上比热合品稍差 ② 第二代产品保持第一代优点，并改善了抗水性、耐电解液性能。而且由于得到 广泛的应用，生产规模大，成本比第一代更低 ③ 第三代产品在第二代的基础上更进一步的提高了冲深性能，并降低了总厚度， 从而使制作更高商务电池成为可能，但对设备、模具精度要求较高
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526µm
AL CPP
100µm
Tab-Film TAB Tab-Film CPP AL ON
100µm
CPP AL ON
顶封示意图
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热 封(热封条件判定标准)
4）热封条件判定标准 <1>测剥离强度 <2>侧热封后厚度：CPP层和CPP层总厚为190-200µm <3>探伤液(制模拟电芯/日本用),建议国内高温高湿(60℃,静置24h) <4>短路测试(附图)
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成形工艺（补偿性冲深示意图）
补偿性冲深
延伸性冲深 （被夹具夹住的部分不参加成 型的形变，只有冲头接触的部 分延伸成型，成型部分比较薄 容易破裂）
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（整个铝塑膜表面像绸缎一样光 滑，整体运动成型，薄厚均匀）
2.影响成型的因素 1）成形形状 尺寸：长、宽、四角R角、冲模R角、 下模R角 R1= R2= R3 L1 = L + 0.250㎜ 冲深与R角的调节关系
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昭和的ALF和DNP对比（续）
8）外合材质对比： 昭和在2000-2001年ALF的表层使用PET，但是由于冲深性能差，并且制作过程中容易 弯曲，所以在2001年终止使用PET，改用尼龙层 技术演变过程 PET PET
AL CPP
AL PET CPP
PET成型性差，导致ALF成型性差。成型后，由于PET自身张力大，导致产生弯曲。 为了解弯曲，再加一层PET，结果导致冲深成型更差，并且增加了成本（例：松下电池因此出 问题） 备注： 1.ON不耐酸，遇酸变色； PET耐酸 但锂电制作关键之一就是防止电解液污染，故PET表层不需要具有此作用 2.DNP在国内建议冲深≤5mm；SPA达15mm国内某厂达到9mm
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三、成形工艺（成型方法）
1.ALF的冲深成形方法
L2 R1 R2 L1 R3
1）延伸性冲深：夹具压力较大，边缘部分固定没有对冲深部分补给。成型时边缘 部分完全由底部补偿，这种方法冲深浅，可调性差，目前较少采用。 2）补偿性冲深：①方法：夹具压力可调，冲深部位可由边缘及底部补偿，此方法 冲深深，被普遍采用。 ②夹具压力调整方法：夹具由松到紧，根据四角边缘纹路适合程度，来确定夹 具合适的压力。