锂电池铝塑膜结构扫盲｜锂电池材料——铝塑膜制备工艺，性能评测，相关产业应用|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

扫盲｜锂电池材料——铝塑膜制备工艺、性能评测、相关产业应用

来源：塑膜网

（原标题：铝塑膜篇 | 制备工艺、性能评测、相关产业应用）

铝塑膜 是由外层尼龙层（ON）、粘合剂、中间层铝箔（Al）、粘合剂、内层热封层（CPP）构成的多层膜，是软包锂电池的封装材料。

电池用铝塑膜被要求具备如下特点：

（1）具备极高的阻隔性；

（2）具有良好的热封性能；

（3）材料耐电解液及强酸腐蚀；

（4）具有良好的延展性、柔韧性和机械强度。

铝塑膜的制备方法

铝塑膜的制备主要有干法和热法两种。

干法工艺是铝和聚丙烯用粘合剂粘结后直接压合而成，热法工艺是铝和聚丙烯之间用MPP粘结着，在缓慢升温升压热压合而成。干法工艺铝塑膜主要优势有冲深成型效果好，外观一致性好，不易出现针孔、鱼眼、杂质等不良，但其耐电解液性较差。

热法工艺可以提高Al层与PP层之间的粘附力，使内表层防电解液溶胀脱落能力大大提升，但是这种特殊处理的MPP 需要较高的温度将其熔化才能起到粘结作用，冷却后，因与PP的收缩系数存在较大差异，很容易出现向内卷曲的情况。

▲干法、热法铝塑膜

铝塑膜的性能评测

合理的测试分析方法可以使我们更好的筛选出市场上纷杂的铝塑膜产品，选出更适用于不同锂电池的铝塑膜。

1、外观

测试方法：目测铝塑膜表面是否有坑点、划痕等，各复合层间是否有杂物、气泡等。使用千分尺取不少于10 个点测量铝塑膜的厚度和宽度，并判断其均匀性。

评判标准：作为锂离子电池的密封外壳，铝塑膜必须满足表面无坑点、划痕等，各复合层间不能有杂物、气泡等。厚度必须要符合相应的规格要求且各处均匀，宽度符合工艺要求。

2、热封强度

测试方法：在一定的温度、时间、压力的封装条件下，将两片铝塑膜或与极耳粘合，取一定宽度封口裁切成条，使用拉力测试设备测试剥离强度。

评判标准：观察剥离后的铝塑膜内表层是否呈均匀乳白色，要求Al 层与内表层不分层。

软包装材料的热封工艺参数主要有热封时间、热封压力和热封温度，一般情况下，新的包装材料的应用都需要重新调整这3 个参数，使热封效果达到最佳。在热封强度能达到要求的基础上，考虑到热辐射和热传导对电池性能的影响，热封时间越短越好，热封温度越低越好。

▲铝塑膜封口处剥离强度测试后的四种状态

从图中可以看出第二种状态是最佳的热封状态。状态一为未封合，状态三与状态四为过封，铝塑膜内层PP 已经完全溶解与中间的铝层脱离，其中状态四的铝层已经被热压变形。

3、冲深能力

测试方法：将铝塑膜用良好的成型模具冲深，在一定取值范围内调整成型深度，直至铝塑膜边角出现破裂，记录出现破裂前的深度最大值。

评判标准：铝塑膜的冲深后必须满足以下条件：冲坑的四个边角最薄处不小于原来50%的厚度、内层PP 层厚度为60~65微米。否则会造成电池成型后有漏点，严重影响电池性能。

4、耐电解液腐蚀性能

测试方法：铝塑膜中与电解液接触的是内层的PP 层以及周边的热封口，这些地方必须具备良好的耐电解液腐蚀性能。将成型后的铝塑膜先封焊两边，不加极耳和电芯，注入一定量的电解液，在一定温度条件下烘烤一定的时间后进行观察。

评判标准：放置一定时间的注完液的电池，观察铝塑膜封装袋的外观，必须满足四种铝塑膜外观平整，无任何电解液泄漏。将其拆开倒出电解液并清洗干净进行热封强度的测试必须满足2.2（热封强度分析）中的强度分析，且内层PP 上无任何污点和破损。

5、阻隔性能

测试方法：锂电池的电解液极易与水氧发生反应，降低电化学活性。铝塑膜具有良好的阻隔性能可以很好的延长电池的循环寿命。将封装袋置于水浴或高温高湿环境中，一段时间后取出，观察铝塑膜是否异常，且通过称重或水分测试判断其吸水量，表征铝塑膜的阻隔性能。

评判标准：锂离子电池在使用的过程中是完全暴露在空气中的，要求铝塑膜具有良好的阻隔性能，以防水氧进入电池与内部的电池材料反应，影响电池性能。因此通过将铝塑膜置于水浴环境中，判断其吸水量以表征其对水氧的阻隔性能。

铝塑膜的产业链

铝塑膜作为软包电池的重要组成部分，其上游主要为四大结构组成原料尼龙膜、铝箔、CPP及胶黏剂，中游为铝塑膜产品制造及其软包装电池的制备，下游为软包电池的应用领域。

▲铝塑膜产业结构图

相比圆柱和方形铝壳，软包电池在能量密度、安全性和灵活度上的具备明显优势，并已经广泛应用到3C消费类、新能源汽车和储能领域。

铝塑膜是软包锂电池封装的关键材料，目前铝塑膜市场主要被日韩企业垄断。随着我国新能源补贴政策和电池能量密度挂钩及轻量化要求，越来越多的车企和电池厂商开始采用软包技术路线以提高电池能量密度。

国内企业近年来加大了研发投入，在一些关键材料和工艺上有所突破，愿不久的将来，“中国制造”遍布世界的每一个角落！

文章来源：塑膜网

科普锂离子电池铝塑膜详解

　　锂离子电池的铝塑膜是电芯封装的关键材料，在电池安全方面发挥重要作用。　　铝塑膜是什么? 　　铝塑膜 (Aluminum Laminated Film, ALF) 是软包装锂电池电芯封装的关键材料，是由多种塑料、铝箔和粘合剂组成的高强度、高阻隔的多层复合材料。单片电池组装后用铝塑膜密封，形成一个电池，铝塑膜起保护内容物的作用。软包锂电池用铝塑复合膜具有良好的阻隔性、耐电解液稳定性、冷冲压成型性、抗穿刺性和绝缘性，是软包锂电池中最为关键的一个安全环节，是技术要求极其苛刻的一种复合材料。　　铝塑膜有怎样的结构? 　　铝塑膜是电池中包裹电芯的重要材料，其中间部分为铝箔，内外覆盖隔层。

　　典型铝塑膜的结构主要为：ON(表层)/Al(铝箔层)/CPP(树脂层)。其中，最外层通常为尼龙层或PET与尼龙的复合层，主要起防污染、耐腐蚀及防止外力损伤的保护功能;中间铝箔层为基体材料，起防水、阻隔作用及产品形态成型;聚丙烯为热封层，主要作用是封口粘接，并起到将铝层与电芯隔开，防止包装的电解质泄露而腐蚀铝箔;粘合剂或粘合树脂复合层主要起到层间强联接作用。　　铝塑膜生产工艺 　　铝塑膜的结构按照生产工艺方法方法分为昭和干法和DNP热法。

　　干法生产工艺是日本昭和和日本索尼共同研发出来的，由于索尼的电解液是固态的，不需要铝塑膜耐电解液性能，因此日本昭和的干法工艺中使用到了接着剂，而接着剂的耐电解性能比较差，这在一定程度上影响了锂电池铝塑膜的使用寿命。　　昭和铝塑膜的优点：成本低，供货速度快;外观光滑平整，无沙眼、褶皱;冲深性能好，能满足大部分聚合物锂离子电芯的要求(匹配昭和冲深设备冲深可达8～10mm);热封性能;在适当温度、压力、时间条件下，昭和铝塑膜封接强度、封接绝缘性、密封性远优于同类产品;耐电解液性能，昭和铝塑膜内层为高纯度CPP，具有良好的耐电解液腐蚀的性能。　　昭和电工铝塑膜广泛应用于MP3、移动电话、平板电脑、掌上电脑、航模、UPS、电动自行车等聚合物锂离子电池。　　热法生产工艺是由日本DNP和日本尼桑公司为了生产汽车用电芯而共同开发的铝塑膜产品，在耐电解性能方面优于日本昭和。日本藤森锂电池铝塑膜的生产过程中也采用了日本DNP的热法技术，2011年日本藤森开始进入中国市场。但是目前日本藤森的产品不能用于出口电芯，主要原因是技术方面抄袭日本DNP，出口产品会受到专利的限制。　　铝塑膜有哪些指标 　　厚度：厚度是铝塑膜整体厚度指标。根据铝塑膜的厚度，可将其分为 88μm、113μm、152μm 三种。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。　　剥离强度：剥离强度是指粘贴在一起的材料，从接触面进行单位宽度剥离时所需要的最大力。　　热封强度：热封强度是指二层相同或不同塑料材料在一定熔融温度下经一定压力后，热粘合在一起后达到的剥离强度。例如某些铝塑膜要求的检测条件是温度180℃、面压力0.6MPa、时间3秒，88μm的铝塑膜要求的剥离强度不小于40N/15mm，而152μm的铝塑膜要求的剥离强度不小于70N/15mm。　　耐电解液性：指的是铝塑膜浸泡在特定组分的电解液经过一定时间之后的剥离强度和热封强度。例如某厂生产的铝塑膜需要将样品浸泡于电解液，85℃*24hr，EC:DEC:DMC=1:1:1,LiPF6 1mol/L;要求测试剥离强度不小于5N/15mm，热封强度不小于30N/15mm。　　铝塑膜特性 　　具有极高的阻隔性，比普通铝塑复合膜的阻隔性高10000倍;　　具有极好的耐电解液性能;　　具有良好的冷冲压成型性;　　具有优良的热封强度，利于电池封装加工;　　具有优异的冲压成型性;　　具有卓越的耐电解液腐蚀性，通过创造性的防腐蚀处理工艺，使得产品中：不含有重金属;　　耐酸腐蚀性能卓越;铝层经冲压变形后防腐处理层具备一定的自愈性，保证电池长期使用的可靠性;　　具有优异的热封性能，耐高温，绝缘性强：无论是侧封、顶封、注液后封口性能均达到或超过同行业水平;可以在较宽的温度范围内保持较高的热封强度，对于电池的加工及耐久性使用有利。同时在绝缘性、摩擦系数、抗穿刺性能、弯曲性能、水分透过性、氧气透过性、印刷性能等各项物性均通过严格测试。(责任编辑：Snow)