許成偉

摘要：鋰離子電池憑借著自身能量密度高、工作電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等一系列的優(yōu)勢(shì)，被廣泛使用在電動(dòng)汽車、3C類等領(lǐng)域，再加上國(guó)家產(chǎn)業(yè)布局、優(yōu)惠政策等因素的影響，使得鋰離子電池朝著輕量化、高比容量的方向發(fā)展。文章主要分析了鋁塑復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和工藝生產(chǎn)基礎(chǔ)情況，闡述了鋰離子電池鋁塑復(fù)合膜發(fā)展現(xiàn)狀，分析了鋰離子電池鋁塑復(fù)合膜的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：鋰離子電池;鋁塑復(fù)合膜

鋁塑復(fù)合膜鋰離子電池，它的重量較輕、能量密度高，受到新能源汽車和儲(chǔ)能行業(yè)的青睞。然而，近幾年，新能源汽車出現(xiàn)的自燃事件，引發(fā)了人們對(duì)鋰離子電池安全性能的討論，也在一定范圍內(nèi)束縛了鋁塑復(fù)合膜的發(fā)展。一般情況下，鋰離子電池它在外部會(huì)采用鋁塑軟包裝的方式，它和傳統(tǒng)液態(tài)電芯的金屬外殼是不同的。由于軟包的鋁塑膜具有一定的延展性，即使出現(xiàn)脹氣，它具有較大的緩沖空間，也不會(huì)產(chǎn)生劇烈的爆炸。然而，當(dāng)氣體含量逐漸增多時(shí)，鋁塑膜受到拉力的影響會(huì)出現(xiàn)撕拉、開裂，防止鋁鋰離子電池出現(xiàn)激烈的爆炸。在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)之下，移動(dòng)終端產(chǎn)品、智能手機(jī)等物品對(duì)鋰離子電池的需求也不斷增多，這就使得鋁塑復(fù)合膜市場(chǎng)日益擴(kuò)大。因此，需要做好鋰離子電池鋁塑復(fù)合膜發(fā)展的探究工作，才能更好的為材料生產(chǎn)企業(yè)謀求最大化的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。

1鋁塑復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和工藝生產(chǎn)

鋁塑復(fù)合膜主要是軟包鋰離子電池的封裝材料，主要是有表層、粘合層、保護(hù)層、樹脂層組成。最外側(cè)的就是尼龍層。尼龍層，主要是起到防水，防滑的保護(hù)作用。鋁為基體材料，具有防水阻隔的作用。黏合劑主要是為了連接尼龍層和鋁層。此外，粘合層還用來連接鋁層和聚丙烯層。保護(hù)層，主要是為了對(duì)鋁箔進(jìn)行表面處理，全面提高耐電解液能力。首先，鋁塑復(fù)合膜它具備較高的阻隔性能。聚合鋰離子電池它的阻隔性能是普通的鋁塑，符合材料的1000倍以上。其次，鋁塑復(fù)合膜還具有較高的熱封性能，鋰離子電池對(duì)高溫是非常敏感的，這時(shí)必須要求鋁塑膜它的熱封強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以上，熱封強(qiáng)度、熱封溫度都是衡量鋁離子電池物理性能的主要因素。最后，還需要確保鋰離子電池鋁塑復(fù)合膜具有較高的柔韌性和機(jī)械強(qiáng)度，也就意味著，在進(jìn)行鋰離子電池軟包裝膜設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需求考慮不同尺寸不同、功能電池所需軟包材料的特性，滿足電池廠家對(duì)各種型號(hào)電池的需求。這樣，才能全面提高鋰離子電池的機(jī)械強(qiáng)度，確保鋁箔具有較高的粘展性。與此同時(shí)，還需要確保鋰離子電池具有較好的耐電解液性能，在包裝電芯完成以后，如果長(zhǎng)期的浸泡在電解液中，無(wú)法保證電解液具有較高的耐電解液性能，這是衡量鋁塑膜質(zhì)量等級(jí)的重要因素。

2 鋰離子電池鋁塑復(fù)合膜發(fā)展現(xiàn)狀

2.1國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

早在上個(gè)世紀(jì)90年代鋰離子出現(xiàn)以來，憑借著自身卓越的功能實(shí)現(xiàn)飛速發(fā)展，在日本包鋰電池鋁塑膜主要的生產(chǎn)廠家是昭和電工以及日本印刷株式會(huì)社。昭和電工，它的鋁塑膜在日本是和索尼共同研發(fā)的，具有較高的封熱效果和抗腐蝕能力?，F(xiàn)階段，市場(chǎng)上所銷售的鋁塑復(fù)合膜，它的內(nèi)層基材料多為無(wú)毒的聚烯烴，鋁箔內(nèi)層和外層常見的就是尼龍薄膜。然而，大日本印刷株式會(huì)社。生產(chǎn)的鋰離子電池軟包裝鋁塑復(fù)合膜它的產(chǎn)品超過三層，常見的有鋁層、龍層、樹脂層。在每層之間還需要添加粘結(jié)劑，全面提高薄膜的復(fù)合性能。

在1996年，聚合物鋰離子電池在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)成功，它在短期內(nèi)投入生產(chǎn)，包裝膜開發(fā)研制和電池相比時(shí)間稍晚一些，由于當(dāng)時(shí)沒有形成的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行聚合物鋰離子電池研究時(shí)，各大廠家很難入手。鋁塑復(fù)合膜技術(shù)需要考慮到鋰離子電池的外觀、厚度、熱封強(qiáng)度、耐腐蝕性、能耐電解液穩(wěn)定性等等，在進(jìn)行制造過程中常見的有兩種，一種是干法，另一種是熱法，就是在鋁層和樹脂層之間通過粘結(jié)劑進(jìn)行粘連進(jìn)行壓合。對(duì)于熱法來說，主要是將鋁層和樹脂層進(jìn)行樹脂連接，然后進(jìn)行升溫、加熱，實(shí)現(xiàn)熱壓合。在制作過程中，熱法需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的高溫烘烤，這就使得鋁層會(huì)發(fā)生脆化，使得穩(wěn)定性能大打折扣，然而使用干法它能夠避免電池內(nèi)部出現(xiàn)短路，且它的耐電解液、隔水性能良好。

2.2國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷提升，國(guó)際地位也有所提高，為了滿足我國(guó)國(guó)內(nèi)鋰鋰離子電池行業(yè)的發(fā)展需求。上海紫江企業(yè)股份集團(tuán)有限公司在2004年研發(fā)了鋰電池用鋁塑復(fù)合膜，它的生產(chǎn)工藝較為特殊。在長(zhǎng)期發(fā)展過程中，改變了國(guó)外的技術(shù)壟斷和封鎖，使得產(chǎn)品的性能超過了國(guó)外產(chǎn)品。然而，還有不足的是一些鋰離子電池鋁塑復(fù)合膜，它的性能不夠穩(wěn)定，無(wú)法得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可，最終退出市場(chǎng)【1】。

除此之外，深圳市新綸科技股份有限公司建成了專業(yè)級(jí)別的靜電保護(hù)膜生產(chǎn)線，完善鋰離子電池塑鋁塑復(fù)合膜的產(chǎn)業(yè)鏈，在擴(kuò)大鋰離子產(chǎn)能的同時(shí)打造高端產(chǎn)品，進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)鋰離子電池產(chǎn)品的優(yōu)化升級(jí)，建立了專業(yè)的包裝材料生產(chǎn)基地，它改變了我國(guó)中高端同類產(chǎn)品供不應(yīng)求的問題。與此同時(shí)，企業(yè)也生產(chǎn)國(guó)內(nèi)電子、半導(dǎo)體等各種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的包裝材料，逐步的形成規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化的發(fā)展態(tài)勢(shì)，鋁塑復(fù)合膜年產(chǎn)量不斷遞增，在項(xiàng)目投產(chǎn)之后，每年的營(yíng)業(yè)收入高達(dá)四億元，實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健增長(zhǎng)。此外，還有明冠新材生產(chǎn)的鋁塑復(fù)合膜，在2016年進(jìn)行送樣測(cè)評(píng)，合格率較高。蘇州鋰盾旗下的產(chǎn)品包括3C、數(shù)碼類動(dòng)力電池鋁塑膜等不斷的引進(jìn)設(shè)備優(yōu)化技術(shù)，目前處于批量生產(chǎn)階段。

3 鋰離子電池鋁塑復(fù)合膜發(fā)展前景

3.1解決成品出現(xiàn)的剝離強(qiáng)度不良問題

對(duì)于現(xiàn)階段的鋰離子電池軟包裝鋁塑復(fù)合膜來說，部分成品會(huì)出現(xiàn)剝離強(qiáng)度不良。這時(shí)需要做好技術(shù)控制工作，一方面，要提高粘結(jié)劑的質(zhì)量，全面提升符合基材表面的張力。另一方面，要實(shí)現(xiàn)操作工藝的規(guī)范，做好烘干溫度的適時(shí)調(diào)整工作，還需要添加薄膜基材，全面提高剝離強(qiáng)度。對(duì)于熱封強(qiáng)度應(yīng)該找到病因，對(duì)癥下藥。

3.2電性能指標(biāo)的探索

目前在電性能指標(biāo)分析時(shí)，需要考慮到包裝膜對(duì)電流的充放效率，一般有電絕緣性以及電解液組分的平衡性。除此之外，還需要考慮到聚合物鋰離子電池芯，它周邊會(huì)有鋁網(wǎng)和銅網(wǎng)的毛刺，在進(jìn)行收縮時(shí)可能會(huì)穿刺內(nèi)膜加快了電化學(xué)腐蝕。也就意味著，會(huì)加快電池的報(bào)廢。包裝材料內(nèi)膜應(yīng)該耐高溫、耐壓力，避免產(chǎn)生的短路使得電池產(chǎn)生報(bào)廢，影響成品的合格率【2】。

3.3解決多種有機(jī)溶劑出現(xiàn)的溶脹、溶解等問題

對(duì)于絕大部分的鋰離子電池來說，電池內(nèi)部的電解液包括多種有機(jī)溶劑，遇水會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)腐蝕的酸性物體。無(wú)形中會(huì)使得有機(jī)溶劑產(chǎn)生溶脹、溶解、吸收軟包材料。為了提高各復(fù)合層之間的粘結(jié)效，不影響電池的電性能，需要做好內(nèi)膜和鋁箔的分類工作。然而，這會(huì)破壞整個(gè)包裝結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行未來鋰離子電池鋁塑復(fù)合膜發(fā)展前景探究時(shí)，應(yīng)該更好的確保內(nèi)部電解液能應(yīng)對(duì)溶脹、溶解、電化學(xué)反應(yīng)等一系列的性能【3】。

結(jié)語(yǔ)

綜上，為了確保國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)有序，保證鋰離子電池材料能夠滿足快速發(fā)展的工業(yè)需求，在改變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式的同時(shí)，強(qiáng)化鋰離子電池的應(yīng)用能力，鋰離子電池隔膜材料也取得了突破性的進(jìn)展，全面掌握膜結(jié)構(gòu)的控制工藝，這樣，才能全面提高鋁塑膜的安全性能。

參考文獻(xiàn)

[1]文甜甜，郝銀玲，張艷萍，等.鋁塑復(fù)合膜軟包鋰離子電池的發(fā)展趨勢(shì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2020，（5）：2538.

[2] 徐夢(mèng)漪，江蘇共巨鋰電材料有限公司.抗污染聚合物鋰離子動(dòng)力電池用鋁塑復(fù)合膜及其制備方法[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019，（7）：21-22.

[3]周亮，葉孝兆， 等.鋰離子電池軟包裝鋁塑復(fù)合膜的研究進(jìn)展[J].廣西輕工業(yè)，2019，29（2）：28-29.