聚合物锂离子电池芯内包材的软包装技术二
二、 按内膜热封层是否具有与金属电极热封的性能分为:
1、 可直接与金属电极热封膜:
NY/AL/NPE
PET12/AL/NPE
PET12/NY15/AL/NPE
NY.2.2 型式检验项目包括技术要求中全部项目5/AL/NPE
2、 不能直接与金属电极热封膜:
NY/AL/NPP
PET12/AL/NPP
PET12/NY15/AL/NPP
NY/AL/NPP
软包装材料的技术要求
由于聚合物锂离子电池96年才在实验室开发成功,而批量化生产不过三四年的时间,该包装膜的开发研制比电池更晚一些,没有形成国际标准,国内进行深入研究的厂家微乎其微,更没有标准可循。我公司开发的电池包装膜,是经过对国内具有实力的锂离子电池厂(夏门宝龙工业、惠州TCL全能、东莞新能源ATL、顺德精进电子等)将近两年的沟通与合作,逐步形成了产品质量的一些基本要求。这些基础要求精密螺丝,成为目前产品的技术指标,其中有些指标可以定量描述,能通过合适的方法检测,有的却不能用先进的方法检测出来。有些要求只能定性描述,找不到合适的方法检测。另外,随着电池厂工艺的改进,技术的进步,对电池性能要求的提高,很多指标也要相应变化,特别是随着电池膜对电池本身电性能研究的深入,还会提出更新的技术要求。这些要求都将是今后技术标准的重要组成部分。下面将该产品现有的技术要求介绍一下。
一、外观:不允许有针孔、异物、粘连、涂层不均匀、复合导间分离及明显损伤、气泡、皱纹、脏物等缺陷。
二、厚度:复合膜总厚度150u以内(成型),120u以内(非成型)。
三、阻隔性:
1、 水蒸汽透过量<g/m2·d.1atm
2、 氧气透过量<0.1cm3/m2·d.1atm
四、冷冲因此检测高份子聚合物的拉力机就与通常的材料拉伸性能检测拉力机有1定的差别压成型性;
1、 冷冲压深度为mm
2、 不允许分层、破裂、针孔漏光
3、 形状保持性,变形度a<50
五、热封强度:内膜被电解液浸泡渗透到三封口(在大约12天)时,封口强度>40u/15mm。
六、鸸水泡性能:成品电池放在常温水冲浸泡二十天封口严密,不产生鼓气现象。
七、电绝缘性:热封极片电阻率>1×107s2·cm-1
电极与复合膜铝箔间的电阻率
八、内膜耐穿刺性能:内膜能经受电芯周边毛刺穿刺及热封时金属电极不与膜中间AL箔短路。
成品点状腐蚀率和短路率<1‰。
九、耐电解液稳定性:电解液会溶胀、溶解吸收内层复合膜,特别是膜层间胶粘剂或粘结树脂,其中产生的HF会腐蚀复合膜中间的AL箔,造成AL箔与内膜的分离,从而产生漏液从有了实验机以后济南就被誉为是实验机的生产基地或气胀,使电池报废。三封口时,AL箔以内各层间剥离强度>2.5N/15mm,从而保证封口的严密牢固性。
十、电性能:电性能指标正在进一步的摸索探讨之中,生产厂家暂时保密,不愿详细透露。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AL箔以内膜被电解液浸泡后的电绝缘性等等。
十一、其它:膜的厚度偏差、尺寸偏差、热封耐折剥离、原膜层间初始剥离强度,断裂强度(>100N)、断裂伸长率(>35%)等。
总之:该膜所要求的指标很多,其中最重要的指标也是与普通复合膜不同的地方是①极高的阻隔性;②良好的冷冲压成型性;③耐穿刺性;④耐电解液稳定性;⑤电性能(包括绝缘性)。
软包装材料的现状与发展动向
据了解,聚合物锂离子电池芯内包装成型材料目前完全被日本所垄断,欧美曾经开发出第一代非成型软包装膜,现基本上被淘汰,韩国曾经与日本一起占领国际市场,但近年来似乎有退出的迹象,国内真正深入该膜研究开发的厂家,除本公司外几乎没有。下面将本公司产品与日本、韩国主品主要指标进行综合比较,以便了解软包装膜的国际现状,为试图从事该产品开发研究的单位人员提供方向。
从上面的比较可以看出韩国退出市场的原因是产品性能没有竞争力,日本的最大优势是耐电解高尔夫液稳定性好,从而导致阻隔性也好,产品使用寿命较长,它最大的弱点是耐穿刺性差,导致产品成品率低及电性能不良。本公司产品的最大优势是在有一定的耐电解液稳定性的基础上,耐穿刺性发热电缆好,导致成品率高,电性能较好,更符合国产包括亨内基公司的1台配备了订制混合头的Streamline装备、1台克劳斯玛菲的混合计量装备聚合物锂离子电池生产工艺。国内该产品今后的研究方向是如何彻底解决耐电解液的稳定性这一难题。
该产品今后的发展动向是:厚度更簿、重量更轻(满足超薄型要求)、耐电解液稳定更好、阻隔性更高,冷冲压成型性更好(冲深更深以满足手提电脑及电动自行车锂电池的要求)、耐穿刺性更优(更满足国产电池工艺技术),热封强度更高,电性能影响更小。
(作者/李永安 徐立球 连云港中金医药包装有限公司 )
中国包装工业
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