试述锂离子电池铝塑复合膜发展

许成伟

摘要：锂离子电池凭借着自身能量密度高、工作电压高、循环寿命长等一系列的优势，被广泛使用在电动汽车、3C类等领域，再加上国家产业布局、优惠政策等因素的影响，使得锂离子电池朝着轻量化、高比容量的方向发展。文章主要分析了铝塑复合膜结构和工艺生产基础情况，阐述了锂离子电池铝塑复合膜发展现状，分析了锂离子电池铝塑复合膜的发展前景。

关键词：锂离子电池;铝塑复合膜

铝塑复合膜锂离子电池，它的重量较轻、能量密度高，受到新能源汽车和储能行业的青睐。然而，近几年，新能源汽车出现的自燃事件，引发了人们对锂离子电池安全性能的讨论，也在一定范围内束缚了铝塑复合膜的发展。一般情况下，锂离子电池它在外部会采用铝塑软包装的方式，它和传统液态电芯的金属外壳是不同的。由于软包的铝塑膜具有一定的延展性，即使出现胀气，它具有较大的缓冲空间，也不会产生剧烈的爆炸。然而，当气体含量逐渐增多时，铝塑膜受到拉力的影响会出现撕拉、开裂，防止铝锂离子电池出现激烈的爆炸。在科学技术的推动之下，移动终端产品、智能手机等物品对锂离子电池的需求也不断增多，这就使得铝塑复合膜市场日益扩大。因此，需要做好锂离子电池铝塑复合膜发展的探究工作，才能更好的为材料生产企业谋求最大化的经济利润。

1铝塑复合膜结构和工艺生产

铝塑复合膜主要是软包锂离子电池的封装材料，主要是有表层、粘合层、保护层、树脂层组成。最外侧的就是尼龙层。尼龙层，主要是起到防水，防滑的保护作用。铝为基体材料，具有防水阻隔的作用。黏合剂主要是为了连接尼龙層和铝层。此外，粘合层还用来连接铝层和聚丙烯层。保护层，主要是为了对铝箔进行表面处理，全面提高耐电解液能力。首先，铝塑复合膜它具备较高的阻隔性能。聚合锂离子电池它的阻隔性能是普通的铝塑，符合材料的1000倍以上。其次，铝塑复合膜还具有较高的热封性能，锂离子电池对高温是非常敏感的，这时必须要求铝塑膜它的热封强度达到标准以上，热封强度、热封温度都是衡量铝离子电池物理性能的主要因素。最后，还需要确保锂离子电池铝塑复合膜具有较高的柔韧性和机械强度，也就意味着，在进行锂离子电池软包装膜设计时，应该根据实际需求考虑不同尺寸不同、功能电池所需软包材料的特性，满足电池厂家对各种型号电池的需求。这样，才能全面提高锂离子电池的机械强度，确保铝箔具有较高的粘展性。与此同时，还需要确保锂离子电池具有较好的耐电解液性能，在包装电芯完成以后，如果长期的浸泡在电解液中，无法保证电解液具有较高的耐电解液性能，这是衡量铝塑膜质量等级的重要因素。

2 锂离子电池铝塑复合膜发展现状

2.1国外发展现状

早在上个世纪90年代锂离子出现以来，凭借着自身卓越的功能实现飞速发展，在日本包锂电池铝塑膜主要的生产厂家是昭和电工以及日本印刷株式会社。昭和电工，它的铝塑膜在日本是和索尼共同研发的，具有较高的封热效果和抗腐蚀能力。现阶段，市场上所销售的铝塑复合膜，它的内层基材料多为无毒的聚烯烃，铝箔内层和外层常见的就是尼龙薄膜。然而，大日本印刷株式会社。生产的锂离子电池软包装铝塑复合膜它的产品超过三层，常见的有铝层、龙层、树脂层。在每层之间还需要添加粘结剂，全面提高薄膜的复合性能。

在1996年，聚合物锂离子电池在实验室研发成功，它在短期内投入生产，包装膜开发研制和电池相比时间稍晚一些，由于当时没有形成的国际标准，在进行聚合物锂离子电池研究时，各大厂家很难入手。铝塑复合膜技术需要考虑到锂离子电池的外观、厚度、热封强度、耐腐蚀性、能耐电解液稳定性等等，在进行制造过程中常见的有两种，一种是干法，另一种是热法，就是在铝层和树脂层之间通过粘结剂进行粘连进行压合。对于热法来说，主要是将铝层和树脂层进行树脂连接，然后进行升温、加热，实现热压合。在制作过程中，热法需要进行长时间的高温烘烤，这就使得铝层会发生脆化，使得稳定性能大打折扣，然而使用干法它能够避免电池内部出现短路，且它的耐电解液、隔水性能良好。

2.2国内发展现状

近几年，随着我国经济实力不断提升，国际地位也有所提高，为了满足我国国内锂锂离子电池行业的发展需求。上海紫江企业股份集团有限公司在2004年研发了锂电池用铝塑复合膜，它的生产工艺较为特殊。在长期发展过程中，改变了国外的技术垄断和封锁，使得产品的性能超过了国外产品。然而，还有不足的是一些锂离子电池铝塑复合膜，它的性能不够稳定，无法得到市场的广泛认可，最终退出市场【1】。

除此之外，深圳市新纶科技股份有限公司建成了专业级别的静电保护膜生产线，完善锂离子电池塑铝塑复合膜的产业链，在扩大锂离子产能的同时打造高端产品，进一步的实现锂离子电池产品的优化升级，建立了专业的包装材料生产基地，它改变了我国中高端同类产品供不应求的问题。与此同时，企业也生产国内电子、半导体等各种高新技术产业的包装材料，逐步的形成规模化产业化的发展态势，铝塑复合膜年产量不断递增，在项目投产之后，每年的营业收入高达四亿元，实现区域经济稳健增长。此外，还有明冠新材生产的铝塑复合膜，在2016年进行送样测评，合格率较高。苏州锂盾旗下的产品包括3C、数码类动力电池铝塑膜等不断的引进设备优化技术，目前处于批量生产阶段。

3 锂离子电池铝塑复合膜发展前景

3.1解决成品出现的剥离强度不良问题

对于现阶段的锂离子电池软包装铝塑复合膜来说，部分成品会出现剥离强度不良。这时需要做好技术控制工作，一方面，要提高粘结剂的质量，全面提升符合基材表面的张力。另一方面，要实现操作工艺的规范，做好烘干温度的适时调整工作，还需要添加薄膜基材，全面提高剥离强度。对于热封强度应该找到病因，对症下药。

3.2电性能指标的探索

目前在电性能指标分析时，需要考虑到包装膜对电流的充放效率，一般有电绝缘性以及电解液组分的平衡性。除此之外，还需要考虑到聚合物锂离子电池芯，它周边会有铝网和铜网的毛刺，在进行收缩时可能会穿刺内膜加快了电化学腐蚀。也就意味着，会加快电池的报废。包装材料内膜应该耐高温、耐压力，避免产生的短路使得电池产生报废，影响成品的合格率【2】。

3.3解决多种有机溶剂出现的溶胀、溶解等问题

对于绝大部分的锂离子电池来说，电池内部的电解液包括多种有机溶剂，遇水会产生强腐蚀的酸性物体。无形中会使得有机溶剂产生溶胀、溶解、吸收软包材料。为了提高各复合层之间的粘结效，不影响电池的电性能，需要做好内膜和铝箔的分类工作。然而，这会破坏整个包装结构，在进行未来锂离子电池铝塑复合膜发展前景探究时，应该更好的确保内部电解液能应对溶胀、溶解、电化学反应等一系列的性能【3】。

结语

综上，为了确保国内市场竞争有序，保证锂离子电池材料能够满足快速发展的工业需求，在改变经济增长模式的同时，强化锂离子电池的应用能力，锂离子电池隔膜材料也取得了突破性的进展，全面掌握膜结构的控制工艺，这样，才能全面提高铝塑膜的安全性能。

参考文献

[1]文甜甜，郝银玲，张艳萍，等.铝塑复合膜软包锂离子电池的发展趋势[J].建筑工程技术与设计，2020，（5）：2538.

[2] 徐梦漪，江苏共巨锂电材料有限公司.抗污染聚合物锂离子动力电池用铝塑复合膜及其制备方法[J].建筑工程技术与设计，2019，（7）：21-22.

[3]周亮，叶孝兆， 等.锂离子电池软包装铝塑复合膜的研究进展[J].广西轻工业，2019，29（2）：28-29.