电池材料篇——极耳、铝塑膜
电池的主材料除了正负极、电解液、隔膜外，其它的极耳和铝塑膜虽然价值没有电池主料那么高外，它们同样也是重要的一环。今天我们就看下极耳同铝塑膜产业。
前言：一个小小的极耳，是有很多的材料技术。目前主流的高端电池所采用的极耳，大部分就是进口的。在这方面，我们还有很大的空间来进行国产的替代，但首先需要的是我们的产品性能可以过关。
我们来了解下极耳，极耳是软包锂离子电池产品的一个组件。从电芯中将正负极引出来的金属导电体，简单地说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。电池的正极使用铝材料，负极使用镍材料，负极也有铜镀镍材料，它们都是由胶片和金属带两部分复合而成。
极耳包括极耳金属带，极耳金属带的一端与铝塑包装膜构成的包装袋内的极片连接，另一端延伸至包装袋口外，在包装袋口处的一段极耳金属带被一胶片状高分子复合材料包覆，在极耳金属带与高分子复合材料包覆及包装袋的交汇处还涂敷有一层液体胶粘剂，该胶粘剂可涂敷在包装袋口外或内或内外同时涂敷，该液体胶粘剂固化后形成一种固化膜。
电池极耳
极耳的特点
1.以引起电芯气涨，漏液的机理为研发点，研制出的金属带表面具有特殊的耐腐蚀涂层，同时使用进口的CPP胶与铝膜内层的CPP层有良好的热封性能，极好的解决了极耳处的气涨、漏夜等问题。
2.耐电解液及抗HF性能。
3.与金属表面及铝塑膜有良好的粘接性能。
4.绝缘层熔点高并能有效防止与铝塑膜铝箔之间形成的短路。
5.进口材质加特殊工艺处理生产的极耳耐腐蚀性强，防漏液，导电性能稳定。
全球电池极耳（battery tab lead）的核心生产商包括住友电气、上海昭远、Soulbrain、正业科技和ELCOM CO等。全球前五大厂所占据的市场份额约过半。中国是最大的电池极耳生产地区，市场份额超过四成，其次是日本和韩国。但绝大部分利润被国外厂家拿走，高端方面基本上被日韩占据。
铝塑膜
前言：另一个含金量高的电池材料就是铝塑膜。同极耳一样，铝塑膜技术要求高，且规模化要求大，进入门槛高，铝塑膜的前端主材料基本上被国外所把持。需要我们更多的研发人员能够打破高端材料依赖国外的局面。
铝塑膜
铝塑膜即铝塑复合膜，是锂离子电池专用封装材料，常用于软包电池和刀片电池中。单片电芯在组装后密封在铝塑膜当中，形成一个电池。铝塑膜起到保护内部电极、隔绝外界环境的作用。在软包锂电池中，铝塑膜占总材料成本10-20%，仅次于正极材料和隔膜，目前技术壁垒高、国产化率低。
根据铝塑膜的厚度，可将其分为 88μm、113μm、152μm 三种。88μm 和 113μm 厚度的铝塑膜适用于消费电子产品，88μm 铝塑膜适用于薄型化数码电池，113μm 铝塑膜适用于 3C 移动电池；152μm 厚度的铝塑膜则适用于动力电池领域。
国内做铝塑膜的主要企业有：新纶科技、明冠新材、道明光学、华正新材、紫江企业 紫江企业 是印刷出身、其旗下子公司紫江新材料制作塑料彩印出身，有多层材料复合技术积淀。公司2004年开始组建铝塑膜团队，07年研发出第一代产品，17年更新至第四代，是国内最早研发铝塑膜工艺并具量产能力的企业。目前公司动力铝塑膜和多氟多、河南锂动已有批量合作；国轩高科、孚能科技已开始送样；亿纬锂能、捷威已进入审核、商谈阶段。在数码市场，目前公司与数码类前十大电池厂中一半以上的客户已实现了持续批量合作。
紫江企业
新纶新材 ：看看报铝塑膜毛利率在25%，可以看出其单位营业成本甚至高于紫江的单价，可以看到主要原因在于其材料、设备还是来自进口，实为“进口企业”。铝塑膜产业方面还有很大的空间。
新纶科技
明冠新材 ：铝塑膜处于亏损状态，主要原因在于其干法工艺下对CPP要求较高+公司无CPP相关技术，依赖进口，进口CPP今年供应不足+涨价，且公司产量并没有大的进展。
明冠新材
璞泰来 ：铝塑膜业务毛利率在24%，在整个业务量里面相对占比较小，但璞泰来在材料方面的投入还是值得肯定的。不管是高端的负极材料——人造石墨，还是隔膜，亦或是电池生产设备。璞泰来都做的不错。在一直坚持以技术研发为驱动的理念下，有理由相信，铝塑膜业务在未来有大幅式的增长。
璞泰来营业构成
道明光学： 道明光学股份有限公司创建于2002年6月,于2011年在深圳中小板挂牌上市,是一家专业从事研究、开发、生产和销售各种功能性薄膜、高分子合成材料的国家级高新技术企业,现已形成以反光材料为主业,光学电子材料事业为核心,其他功能高分子材料为延伸的产业格局,是目前世界领先的反光材料生产上市企业,同时也是中国产品系列齐全、技术水平先进、研发制造能力强劲的新材料行业领军企业。
2013年,基于在精密涂布、复合技术及微纳米复制、转印技术领域的研究成果和积累,投资建设微纳米棱镜型反光材料及锂离子电池封装用材料生产线。2016年,基于微纳米棱镜型反光材料生产所开发和沉淀的微纳结构设计和制备技术,收购常州华威新材料,生产液晶显示微纳结构光学材料及模切组件,进入光学显示材料领域。2019年,基于在反光市场核心原材料生产时所开发出的成熟挤出、压延技术,投资建设PC/PMMA光学级复合薄膜及板材生产线,步入电子功能材料领域。
道明光学
不管是极耳还是铝塑膜，虽然经济总量不像电池的四大组件那样惹人注目，但其市场总量也是可观的。目前的现状是，日韩把持利润总额的大部分。我们产量虽然很高，但技术方面还有很大的提升空间，因此只能是中低端方面应用得比较多。希望更多的公司能够突破技术的瓶颈，打破现状。实现经济效益同技术的双发展。
你认为这两个材料，我们国内的哪一家公司能够率先突破技术进入高端市场？欢迎您的留言！
软包锂离子的电池的设计规范
一、观察给定型号和客户需求
1、型号制定了电池的尺寸（以063048为例，尺寸为6.0×30×48mm）。
2、客户要求的容量和电池的放电类别（动力型、高温型、普通型），通常而
言电池所能达到的容量一般为普通型＞高温型＞动力型（以便确定所需要的
材料）。
3、材料的选用：
3.1容量≥1000mAh的型号，如果客户无容量或高温要求的用正极CN55系列。
3.2有高温要求的型号，正极材料必须使用Co系列，电解液必须用高温电解液。
二、卷芯设计
1、容量设计
根据客户要求的最小容量来确定设计容量。
设计容量（mAh）= 要求的最小容量×设计系数=（长×2-刮粉）×宽÷10000×面密度×理论克容量。
注：设计系数:
标称容量≤200mAh设计系数一般取1.10~1.20；
标称容量200＜C≤350mAh设计系数一般取1.08±0.02；
标称容量＞350mAh设计系数一般取1.07±0.02。
2、卷针的设计
2.1 卷针的宽度
Wj=电芯的宽度-卷针厚度-电芯的厚度-1.7（根据实际情况而定）
2.2 卷针厚度
Tj由卷针的宽度决定,具体见卷针统计表。
3、包装膜尺寸设计
3.1包装膜膜腔长度的确定：
膜腔长度=成品高-顶封宽度（5mm）。
3.2包装膜膜腔长度的确定：
膜腔宽度=成品宽-1.2mm。
3.3 槽深的设计：
槽深H与电芯厚度的关系如下：H = T-α 。
其中：
T — 电芯的厚度；
α—当型号为双坑电池时，α取0.2
当型号为单坑电池时，α取-0.2
3.4 包装袋长、宽尺寸的确定：
3.4.1 包装袋宽度:
a. 厚度≤5mm的电池铝塑膜宽度为电池本体宽度+（45～50mm），取代
5mm的整数倍为规格。
b. 厚度﹥5mm的电池铝塑膜宽度为电池本体宽度+（55～60mm），取
代5mm的整数倍为规格。
3.4.2包装袋长度:
铝塑膜长度=成品电池长度 ×2+10mm。
5、极片的设计：
5.1隔膜宽度=卷芯高度=电芯高度-5mm，（客户容量要求高的小型号电池
或极片较宽的各别型号除外）。
5.2负极片宽度=电芯高度-7mm（客户容量要求高的小型号电池或极片较
宽的个别型号除外）。
5.3正极片宽度=电芯高度-（8~9 mm），（客户容量要求高的小型号电池
或极片较宽的各别型号除外）。
5.4正极片长度设计原则：容量达到客户要求，控制面密度和卷绕圈数。
5.5负极片长度=正极片长度-半圈长度。
5.6隔膜长度=负极长度×2+（20~30mm个）。
6、面密度比：
6.1 1000mAh以下，面密度比为2.25～2.3，优选2.25。
6.2 1000-2000mAh，面密度比为2.2～2.25，优选2.2。
6.3 2000-4000mAh，面密度比为2.15～2.2，优选2.15。
6.4 4000mAh以上，面密度比为2.1～2.15，优选2.1。
6.5 CN55系列，面密度比为1.75～1.9，优选1.85。
6.6 Mn系列，面密度比为2.5～2.9，NM28为2.5，NM19为2.7，Mn为
2.9。
6.7 Fe系列，面密度比为2.35
7、 极片厚度的确定：
为保证极片中活性物质的性能发挥，涂布后的极片要进行适当压片，一般 根据材料的压
实密度来确定不同面密度的极片的压片厚度。
表1. 不同材料的压实密度。
材料
LCO
CN55
LFP
Mn
NM19
NM28
斯诺MAG-5
压实密度/g/m3
3.9
3.6
2.15
2.9
2.9
3.0
1.5
8、电解液量的确定
8.1 钴酸锂
容量
双坑≥1.5A
单坑≥3A
双坑≥1A
单坑≥2A
单坑≥0.8A
单坑＜2A
≥0.5A
＜0.8A
≥0.3A
＜0.5A
≥0.1A
＜0.3A
＜0.1A
负极材料
340
330
320
310
295
280
260+0.1
8.2钴酸锂+镍钴锰酸锂5：5
容量
500-1000
1001-1500
1501-2000
2000以上
单坑
290
300
310
320
双坑
295
305
315
325
8.3 锰酸锂系列（Mn，Mn28,Mn19）：无论容量大小暂时均按230计算。
8.4磷酸铁锂：无论容量大小暂时均按135计算。
9、极耳使用
9.1 2mm：容量≤500mAh，宽度≤25mm，特殊型号除外，如PL952248等
型号。
9.2 3mm：容量300～1500mAh，宽度25～40mm。
9.3 4mm：容量1200～4500mAh，宽度≥30mm。
9.4 5mm：容量4500～5500mAh。
9.5 8mm：容量≥5500mAh.以及某些需要快速充放电的电池也必须用8mm，
用在电动自行车上的型号PL0670150等型号。
10、 电芯试卷：
采用已初步确定的参数（卷针、极片长度、极片厚度等）制作极片进行试卷，根据试卷电芯的尺寸确定最终的方案；卷绕电池的负极双面面密度原则上要求≤200g/m2。
11、电芯中心距规定
客户无要求时，根据“2”中选定的卷针宽度-极耳宽度-2来预定，并通过试卷进行确认，最终结果按实际尺寸确定。如按卷针选定中心距≥44mm需用错位卷针。
12、切边和折边宽度
切边宽度一般控制在3.2—4.5mm，切边和折边原则为:
1) 双折边根据生产实际情况确定，折边后不高于电芯表面；单折边最小热封
宽度≥2.5mm，折边后不高于电芯表面（个别型号除外）。
2) 如客户无特殊要求均采用双折边。
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