153厚度铝塑膜企业密度

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-11-23 05:44 标签： 铝塑膜企业

时间： 作者：91再生 来源：91再生网

　　软包装锂离子电池由于在形状和尺寸方面的灵活性，往往可以满足更高的能量密度要求，以适应电池“更薄”、“更小”的发展趋势。但是，这也对锂离子电池包装过程中的工艺、封装材料的性能以及封装后的强度提出了更高的要求。

　　铝塑膜是软包装锂离子电池常用的封装材料，是电解液和电芯的载体。电池使用过程中可能会发生胀气，所以铝塑膜需要承担防爆、防漏等多重任务，必须具备足够的热封强度，防止事故的发生。热封温度、热封时间和热封压力是影响软包装锂离子电池热封强度的3个最主要的热封工艺参数。

　　关于包装用复合膜材料热封强度的研究工作有很多，秦楠等DSC测试铝塑膜中CPP薄膜的熔融极限，研究温度、压力、材料厚度与热封时间的关系。张旭良等研究塑料包装材料PE薄膜封口强度的热封要素，通过测量不同温度、不同速率下包装材料的封口强度以及收缩率，确定最佳的工艺参数组合。Planes等通过T型剥离试验以及拉伸破坏试验，对比研究了单层和多层聚合物膜热封质量的优劣，发现多层薄膜具有较大优势。王东升等研究药物包装用PET/PE复合膜热封质量的影响因素，发现热封方向对热封性能影响不大，其最佳的热封温度在138～160℃。Mihindukulasuriya等研究了3种热封界面（干净、水污和油污）下热封强度的变化，发现180℃和0.3s、165℃和1s分别为油污界面、水污界面下最佳的热封方案。高雪等为了测量食品包装袋封口的热封合强度，确定热封合电压和热封合时间为影响强度的主要参数，结果表明食品包装袋拉伸时出现撕裂、封口处拉断、封口外侧拉断3种形式的破坏。王敏对聚乙烯薄膜制作工序中的电晕处理进行研究，发现降低电晕处理强度，可缓解电晕处理对薄膜热封强度的影响。

　　综上所述，关于复合膜材料热封强度影响因素的研究主要集中在热封工艺参数以及材料本身的制作和性质上。在锂离子电池新兴的研究领域内，针对其包装用铝塑膜的性能研究不多，而除热封强度以外的其它性能（如弹性模量）研究得更少。本文选用商业锂离子软包电池的铝塑膜，研究不同热封温度和热封时间对铝塑膜热封强度和表观弹性模量的影响，观察并总结了不同热封工艺下铝塑膜的各种拉伸破坏模式，给出该铝塑膜的最佳热封工艺参数。

一、锂离子电池设计原则

在产品设计中，必须尽可能的消除任何危害终端客户人身和财产安全的隐患。

满足客户为第一准则，项目负责人必须经常与客户流通，了解其对产品的使用体验。

在不影响客户使用效果的前提下，降低成本是对公司和客户负责的体现。

产品必须遵守本国和产品消费国之相关法律法规。



2.3 面密度/克容量/压实密度设计


负极容量余量：因为负极从开始形成SEI膜到循环的修复SEI等反应，需要不断消耗锂离子，所以负极需要设定一定的损耗余量。


电池设计容量余量：因为操作、设备等原因，同一批次的电池容量会呈正态分布，为保证整个容量分布基本处于标称容量以上，需要设定设计余量。


2.6 电解液类型选择

根据客户不同的使用环境和习惯，电池有各种不同的分类，这些电池分类中使用的电解液主要特性也各不相同：

（1）高温型：85度12h储存测试满足行业要求，用于有高温要求的GPS产品；

（2）普通型：70度12h储存测试满足行业要求，放电平台比较高，用于MID产品；

（3）低成本型：满足0.5C循环300周容量保持80%的要求，用于移动电源等低成本产品；

（4）高电压电解液：满足4.35V-4.40V使用，放电平台比要求较高，高电压电池产品；

（5）低温型：-40度0.2C放电容量比大于50%，用于低温环境使用产品；

（6）高倍率型：满足20C以上倍率放电要求，用于无人机、启动电源等产品。

（1）锂盐：当前锂离子电池行业中主要采用LiPF6 作为锂盐，其浓度一般为0.8～1.2mol/L；

（3）添加剂：分为成膜添加剂、防过充添加剂、低温添加剂、增强导电性添加剂，含量为5%～10%；

隔膜材质:单层或者多层的PE、PP

2.9 外包装——铝塑膜

铝塑膜主要结构为三层Nylon/Al/CPP,以及2层粘接剂；其中Nylon:20um左右，Al层40um左右，剩下的厚度为CPP厚度。

电池型号主要受限于使用设备内放置电池部位的空间，还需要考虑电池使用过程中的膨胀问题。

本部分以P0Ah为例说明电池的结构设计：

冲坑长（外坑）= 电池长度 - 顶封边宽度 - 偏差系数C

偏差系数C: 长度方向由于各种误差所产生的系数,需要减掉才能保证电池不超长;

冲坑宽（内坑） = 电池宽度 - 折边宽度C

折边宽度C：电池折边需要占用的宽度空间

此类电池为单折边，若制程能力足够，Cmin=1.0mm

冲壳深（单坑）= 卷芯厚度 - 0.2mm

冲壳深（双坑）= 卷芯厚度mm (两坑相加之和)

在壳子深度大于5.0mm时建议使用双坑,两坑(正坑和反坑)的深度差1.0mm左右

冲壳深度≤3.0mm，适用于厚度≤3.5mm 的电池

冲壳深度≤4.0mm，适用于厚度≤5.0mm 单坑电池或厚度≤8.0mm的双坑电池

冲壳深度≤6.5mm，适用于厚度＞8.0mm 的双坑电池


隔膜宽度 = 铝塑膜冲壳长（外坑）- （0.0～0.5mm）


正极片宽度 = 负极片宽度 - D2

D1: 负极片宽度与隔膜宽度之间的偏差余量，防止负极片错位超出隔膜范围

D2: 负极片与正极片之间的错位偏差，一般取0.0～2.0mm

正极片长度 = 卷针理论宽度×正极片层数+P1+P2

负极片长度 = 正极片敷料长度×0.5+负极长度余量

卷针理论宽度 = 卷针实际宽度+卷针厚度+参数调整值(0.2～0.5mm)

P1：正极片在偶数折的圆弧长度之和

P2：正极片在奇数折的圆弧长度之和--具体计算参考工艺要求

负极长度余量：一般取3.0～5.0mm

3.5 正/负极片面密度计算

ρ正：正极片单面面密度

ρ负：负极片单面面密度

隔膜长度=负极片长度×2+卷针宽度×2+40mm余量

TA：正极片辊压厚度 EA：正极片膨胀率

LA：正极片层数 TC：负极片辊压厚度

EC：负极片膨胀率 LC:负极片层数

TM：隔膜厚度 LM：隔膜层数


本设计规范仅供参考，其中的一些系数需要结合实际情况加以修正。

对于锂离子电池技术来说，以上介绍只是一个很小的方面，为了能做出好的电池，我们需要统筹考虑电池设计和生产中的人、机、料、法、环各个因素，并把这些因素引入过程的每个细节之中。

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