铝塑膜

1. 基本定义与作用

• 定义：铝塑膜是一种多层复合材料，用于软包锂电池（如聚合物锂离子电池）的外包装，替代传统金属壳体。
• 核心功能：
  
  • 封装保护：阻隔水分、氧气、电解液渗透，防止电池内部成分变质。
  • 绝缘防护：避免电池外部短路和机械损伤。
  • 热封性能：通过加热加压实现与极耳、封边的密封，确保电池长期可靠性。

铝塑膜通常由3层结构组成（部分高端产品为4层）：

1. 外层（保护层）：
   
   • 材料：尼龙（PA，聚酰胺）或改性聚酯（PET）。
   • 作用：抗机械冲击、耐划伤、防环境腐蚀（如酸雨、盐雾）。

1. 中间层（阻隔层）：
   
   • 材料：铝箔（厚度20~40微米）。
   • 作用：核心屏障，阻隔水汽（<0.1 g/m²·day）和氧气（<0.1 cc/m²·day）。

1. 内层（热封层）：
   
   • 材料：流延聚丙烯（CPP）或改性聚烯烃（如PP/PE共混物）。
   • 作用：与电池极耳、封边热熔粘合，需耐电解液（如LiPF₆）腐蚀。

特殊设计：

• 部分产品在铝层与CPP层间增加粘接层（如聚氨酯胶），提升层间结合力。
• 高端铝塑膜可能添加纳米涂层（如SiO₂）以增强阻隔性。

• 阻隔性：
  
  • 水蒸气透过率（WVTR）：<0.01 g/m²·day（25℃, 90% RH）。
  • 氧气透过率（OTR）：<0.05 cc/m²·day。
• 机械性能：
  
  • 抗拉强度：≥100 MPa（纵向/横向）。
  • 延伸率：≥10%（保证冲深成型不破裂）。
• 热封性能：
  
  • 热封强度：≥50 N/15mm（防止电解液泄漏）。
  • 耐电解液腐蚀性：在60℃电解液中浸泡7天无分层、起泡。
• 耐穿刺性：≥300 N（防止电池组装或使用中破损）。

1. 干法工艺：
   
   • 通过胶黏剂将尼龙层与铝箔复合，再与CPP层粘接。
   • 优点：成本低，工艺简单。
   • 缺点：耐电解液性能较差，易分层。

1. 热法工艺：
   
   • 铝箔与CPP层通过热熔直接复合，无需胶黏剂。
   • 优点：耐电解液腐蚀性优异，层间结合力强。
   • 缺点：设备投资高，技术门槛高（需精确控制温度与压力）。

• 动力电池：电动汽车软包电池（如LG Chem、SK Innovation方案）。
• 消费电子：手机、笔记本电脑、无人机等轻薄化设备电池。
• 储能系统：户用储能、基站备用电源等长寿命需求场景。

• 材料国产化：高端铝塑膜长期依赖进口（如日本DNP、昭和电工），国内厂商需突破：
  
  • 铝箔表面处理技术（钝化、涂层均匀性）。
  • CPP层耐电解液配方（抗溶胀、抗老化）。
• 工艺控制：
  
  • 热法工艺的温控精度（±1℃以内）。
  • 冲深成型时的厚度一致性（避免局部薄弱点）。
• 成本压力：进口铝塑膜价格高达20~30元/㎡，国产化需降低至10~15元/㎡。

• 超薄化：铝层厚度从40μm降至20μm，提升电池能量密度。
• 高阻隔性：开发陶瓷镀层（Al₂O₃、SiOx）复合膜，阻隔性能提升10倍。
• 环保化：无铬钝化铝箔（替代传统含铬工艺），符合RoHS要求。
• 功能集成：嵌入温度/压力传感器，实现电池健康状态实时监测。