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铝塑膜是电池轻量化关键材料,主要可分为88μm、113μm、152μm三种型号

发布时间:2022-08-16  来源:立鼎产业研究网  点击量: 2528 

铝塑膜主要用于软包电池的电芯封装,其在阻隔性、冷冲压成型性、耐穿刺性、化学稳定性和绝缘性方面均有严格要求,已被广泛用于新能源汽车、消费电子、储能等电芯的生产中。由于铝塑膜材质轻于铝壳和钢壳,且软包电池采用叠片工艺使得电池结构更紧密,同等容量下软包电池较钢壳方形电池轻40%,较铝壳方形电池轻20%;同等规格尺寸,软包电池的容量较钢壳电池容量高50%,较铝壳电池高20-30%,是电池朝着轻量化、小体积发展的关键材料。

软包电池结构示意图


资料来源:CNKI

软包电池兼具高能量密度和高安全性两大优势,是动力电池技术发展的重要方向。目前锂电池主流封装工艺包括三种:圆柱形、方形和软包。三种电池的组成要素区别不大,核心差异是圆柱和方形电池采用金属材料作为外壳,软包电池采用铝塑膜作为外壳。软包电池主要优点如下:

能量密度高:根据GGII数据,当前量产的三元方形动力电池平均能量密度210-230Wh/kg,而同材料体系的三元软包电池平均能量密度240-250Wh/kg,软包单体电芯的能量密度比方形电池平均高10%-15%

安全性能好:铝塑膜机械性能不强,如果发生电池热失控,一般会鼓气裂开,不会爆炸;而方形、圆柱电池采用硬壳包装,若热量无法及时释放,较大的内部压力可能会引起爆炸。

内阻小:软包电池采用多极耳,内阻较小,可以极大降低电池的自耗电,提升电池倍率和循环寿命。经测试,同材料体系的软包电池,100次循环衰减比铝壳少4%-7%

设计灵活:在特定、异形、狭小空间可以容纳更多电芯,适配多种车型。

三种封装工艺优劣势对比


资料来源:钜大锂电

铝塑膜由多层材料复合而成,性能要求严苛。铝塑膜的最外层是外阻层,通常由尼龙或PET组成,需要具有良好的抗冲击、耐穿刺、耐热、耐摩擦及绝缘性,用于保护内部铝箔不被划伤。中间为阻透层,通常由铝箔组成,用来阻止水分、氧气侵入。最内层为热封层,通常由流延聚丙烯改性而成,主要作用是防止泄露的电解液腐蚀铝箔层。为了保证软包锂电池能够持续稳定运行,不产生鼓包、漏液等问题,铝塑膜需要具备极高的阻隔性、良好的热封性、耐电解液、耐腐蚀性以及较强的延展性、柔韧性等。

铝塑膜分层结构和性能要求


资料来源:CNKI

铝塑膜结构图


资料来源:CNKI

铝塑膜成本分布


资料来源:GGII

根据厚度不同,铝塑膜可分为88μm113μm152μm三种型号。88μm的铝塑膜主要用于手机等薄型化要求较高的电池,113μm主要用于电动工具产品。动力电池领域对铝塑膜强度和外观有更高要求,通常选用152μm厚度,该型号价格更贵,生产工艺要求更高,目前全球仅四家企业可以量产(DNP、昭和电工、新纶新材、紫江企业)。

铝塑膜厚度分类及价格水平


资料来源:wind

 


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标签:铝塑膜 电池

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