软包锂电池铝塑复合膜制作工艺途径

2020-09-10 07:22:44宋芳艳
中国化工贸易·上旬刊 2020年5期

宋芳艳

摘 要:为有效提升软包锂电池的生产效能,增强使用的安全性与有效性,电池生产厂家以及研发团队,投入大量资源对现有的软包锂电池及其原材料生产工艺进行优化提升。文章以此为研究背景,将软包锂电池的关键原材料铝塑复合膜作为研究对象,系统探讨软包锂电池原材料铝塑复合膜制造的工艺流程,实现材料结构的合理构建以及材质的科学使用,促进软包锂电池原材料生产工艺的升级。

关键词:软包锂电池;铝塑复合膜;结构材质

0 前言

锂电池作为现阶段主流的能源设备,与传统的电池相比,其体积更小、重量更轻,使用寿命更长并且其无记忆效能,因此锂电池被广泛应用于智能电子设备、新能源汽车等领域。近些年来,我国锂电池产业呈现出迅猛发展、稳步上升的趋势,2019年中国锂离子电池行业总体产值为1556.9亿元,同比增幅2.3%。为保持良好的发展态势,实现锂电池产业的健康发展,相关生产企业对锂电池集流体技术、隔膜技术和铝塑复合膜技术等关键材料生产制造技术进行持续升级,旨在增强锂电池的性能,满足不同场景下的使用需求。

1 锂电池铝塑复合膜概述

对锂电池铝塑复合膜的相关特性的分析以及梳理,引导工作人员在思维层面形成正确的认知,准确把握锂电池铝塑复合膜的技术特性,为后续软包复合膜结构的制备以及应用提供了便利,增强了技术应用的指向性。

现阶段锂电池大致可以划分为锂金属电池、锂离子电池两种类型,两种锂电池由于运行机理的差异,被应用于不同的领域。其中软包锂离子电池由于其能量密度高、体积小、外形可定制,在各个应用领域均有突出表现。软包锂离子电池的一大特点是外包装材料使用铝塑复合膜,从而区别与其他铝壳锂离子电池。目前被广泛应用的铝塑复合膜在结构上分为:尼龙层、骨架铝层、聚丙烯(PP)层和必要的粘接剂层。随着锂电池产业体系的逐步完善,铝塑复合膜技术的应用频率上升,在这种情况下,要求工作人员快速转变认知,认真做好有关技术的应用工作,确保技术的实用性。

2 软包锂电池铝塑复合膜结构与材质分析

在软包锂电池进行铝复合膜结构制备之前,考虑到制备结构较为复杂,技术难度较大,为确保相关技术活动的有序开展,减少技术应用活动存在的盲区,稳步推进软包锂电池铝塑复合膜生产加工活动的顺利进行,技术人员需要对软包锂电池铝塑复合膜结构以及相关材质进行探讨。

从过往经验来看,软包锂电池铝塑复合膜在结构设置过程中,采取分层式结果,对锂电池的相关结构进行全方位的涂覆保护。例如在某锂电池原材料生产企业,在使用复合膜技术的过程中,采取分层式涂覆结构,在铝塑复合膜相应位置,分别涂覆不同类型、不同厚度的原料,具体来看,尼龙膜厚度25微米、聚丙烯膜50微米,胶黏剂15微米,经过钝化处理后的铝箔30微米,通过对铝复合膜材料类型以及厚度的科学管控,该锂电池生产企业,能够在较短的时间内,快速实现铝复合膜的加工制备工作,在保证复合膜结构处理效果的基础上,缩短了处理周期,无形之中,管控了成本投入,增强了软包锂电池铝塑复合膜的实用性。考虑到分层式的铝复合膜结构特点,在实际的生产加工环节,技术人员往往需要记住与干式复合生产流程,按照涂覆、烘干、附图、检测等流程,依次进行复合膜结构的制备工作。出于不同生产流程的考量,目前对于软包锂电池铝塑复合膜结构的加工往往采用两次干式或者一干一挤的制备方法,在实际的施工过程中,往往需要锂电池生产企业,根据要求,进行相应的选择。具体来看,连续两次干复生产工艺,其整个制备流程相对简洁,工艺简单,操作难度低,并且整个生产加工过程中,使用的原材料种类较少,往往只需要抗水侵入以及耐腐蚀的胶黏剂,因此容错率较高,有着较强的实用性,目前日本的相关锂电池生产企业,往往采用这种软包锂电池铝塑复合膜结构生产工艺。一干一挤的制备方法,尽管工序流程相对复杂,使用的原料种类较多,但是在这种技术工艺的支持下,软包锂电池铝塑复合膜结构的耐电解性能力得到提升,表现出更好地绝缘能力,因此在实践中有着更好的表现。

3 软包锂电池铝塑复合膜结构制备工艺

软包锂电池铝塑复合膜结构制备工作的有序开展,要求技术人员从实际出发,在掌握锂电池特性的基础上,依托相关技术手段,创新工作思路,转变工作方法,持续发挥复合膜结构在锂电池生产中的积极作用,实现使用效能的增强。

3.1 明确软包锂电池铝塑复合膜结构制备的主要参数

软包锂电池在进行复合膜结构制备的过程中,为了保证各项生产技术能够得到针对性的使用,避免绿色复合膜结构在生产、加工过程中出现误差,影响锂电池的加工成效。工作人员需要从实际出发,在相关国家技术规范的指导下,合理确定软包锂电池铝塑复合膜的主要结构参数。通过对结构参数的科学把控,降低后续生产工艺应用、调节的难度。具体来看,在铝塑复合膜加工制作的过程中,工作人员需要对复合膜的外观、厚度、隔热性等具体参数进行检测。例如,严格检测分析铝塑复合膜中是否存在针孔、气泡或者褶皱的情况,一旦发现外观存在问题,应当立即进行反馈,对铝塑复合膜进行更换。同时考虑到锂电池的使用场景以及用户需求,在铝塑复合膜的厚度方面,需要对其厚度进行严格控制,目前在实际生产中量产应用的铝塑膜总厚度在67微米到158微米之间。从过往锂电池的使用情况来看,在某些因素的影响下,锂电池在使用过程中,会出现结构温度过高、热量消散速度较慢的情况。因此在进行软包锂电池铝塑复合膜加工制作的过程中,需要着重做好阻隔参数的控制,对于阻隔参数的控制,往往可以从水蒸气的透过量以及氧气的透过量两个维度出发,进行相应的管控,例如对于水蒸气的阻隔量而言,其透过量应當低于10-4g/m2·d,通过对水蒸气透过量的合理管控,能够在很大程度上,实现锂电池放电或者充电过程中,热量积累体量的有效控制。铝塑复合膜相关参数的有效控制,能够在很大程度上,实现锂电池性能稳定性、安全稳定性的提升。

3.2 理顺软包锂电池铝塑复合膜结构生产加工流程

铝塑复合膜作为一种成熟的技术手段,其能够实现软包锂电池阻隔能力、耐穿刺性以及耐腐蚀性能力的稳步提升。在进行相关技术活动的过程中,除了根据有关参数,对铝塑复合膜进行性能优化提升之外,还需要结合实际,认真做好锂电池铝塑复合膜生产加工流程的理顺以及优化工作。在这一过程中,需要做好生产环境的管控,对生产环境温度、湿度进行控制,合理配置专用符合分切设备,并对制作环节涉及到的相关原材料进行评估检测,确保使用效果。

3.3 积极做好软包锂电池铝塑复合膜技术的创新工作

在软包锂电池铝塑复合膜创新的过程中,需要认真做好检测技术的创新工作,创新主要从制度创新与检测手段创新两个角度出发有序进行,有序进行相关的创新工作。例如在锂电池生产企业内部,建立起完善的检测制度,明确检测内容,细化检测标准。同时做好铝塑复合膜检测设备的配备工作,通过检测技术的创新,对锂电池铝塑复合膜制作过程中存在的问题,进行科学的评估以及分析,以此来保证生产加工的稳定性,实现对生产活动的合理化管控。

4 结语

软包锂电池铝塑复合膜结构制备工作,无疑是提升锂电池生产能力,保证使用性能,延长使用寿命的重要手段,是今后一段时间内,锂电池技术革新与研发的重点。文章着眼于实际,对复合膜结构制备工艺进行深入探讨,理顺制备加工流程,强化技术应用能力,实现软包锂电池铝塑复合膜的科学组建。

参考文献:

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